DE1719526B2

DE1719526B2 - Drehstroemungswirbler zum abscheiden von adhaesiven fluessig keiten aus gasen

Info

Publication number: DE1719526B2
Application number: DE19681719526
Authority: DE
Inventors: Alfred 8522 Forchheim Klein Heinrich Dipl Ing 8520 Er langen Hoffmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1968-03-13
Filing date: 1968-03-13
Publication date: 1971-07-29
Also published as: SE359035B; DE1719526A1; GB1221621A; US3641743A; FR2003792A1; AT283288B; BE729814A; ES364655A1; DE1719526C3

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehströmungswirbler zum Abscheiden von adhäsiven Flüssigkeiten aus Gasen, wie z. B. Farbnebeln oder anderen, leicht klebenden Stoffen.

Ein derartiger Drehströmungswirbler besteht aus einer zyhnderrohrförmigen Wirbelkammer mit einem koaxialen Einströmrohr für das Rohgas und einem gegenüberliegenden Reingasauslaß. Außerdem weist der Drehströmungswirbler tangentiale, dem einströmenden Rohgas schräg entgegengerichtete Hilfsgaseinlässe im Wirbelkammerinnenmantel oder im oberen Deckel zur Erzeugung einer Drehströmung auf. Diese Drehströmung setzt sich aus einer äußeren wendeiförmigen Umlaufströmung und einer inneren wendeiförmigen, gleichsinnig umlaufenden Rotationsströmung zusammen, wobei die axialen Strömungskomponenten der Rotations- und der Umlaufströmung entgegengesetzte Richtungen haben. Die abzuscheidenden Teilchen werden in Richtung zum Wirbelkammerinnenmantel nach außen getragen und von der äußeren UmI auf strömung durch einen das axiale Einströmrohr umgebenden Auslaßspalt abgeführt.

Wenn bei einem derartigen Drehströmungswirbler adhäsive Flüssigkeiten, wie z. B. Farbnebel, öle oder andere Oberflächenschutzmittel aus dem gasförmigen Trägermedium abgeschieden werden sollen, so besteht die Gefahr, daß diese Flüssigkeiten an die Wirbelkammerinnenwandung geschleudert werden und dort haftenbleiben. Das kann in kurzer Zeit zu einer Verstopfung der Wirbelkammer führen.

Der Erfindung- liegt die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Ansetzen der adhäsiven Flüssigkeiten an den Wirbelkammerinhenmantel und anderen Teilen der Wirbelkammer zu vermeiden. Dazu wird von der Einsprühung einer zusätzlichen Flüssigkeit Gebrauch gemacht. In diesem Zusammenhang ist es aus der britischen Patentschrift 371 129 bekannt, im unteren Teil der Wirbelkammer eines Axialzyklons oberhalb des axialen Einströmrohres eine Sprühdose anzuordnen, durch die die zugeführten staubförmigen Partikeln benetzt Und ausgewaschen werden sollen. Durch diese Anordnung der Sprühdüse läßt sich jedoch nicht verhindern, daß Partikeln unmittelbar nach Austritt aus dem Einströmrohr gegen die Wandung der Wirbelkammer geschleudert werden und dort bei klebender Konsistenz haftenbleiben.

Erfindungsgemäß ist deshalb vorgesehen, daß in dem Drehströmungswirbler die Sprühdüse in der Mündung des axialen Einströmrohres zur Erzeugung eines kegelförmigen Flüssigkeitsschleiers angeordnet ist und daß im oberen Bereich der Wirbelkammer zusätzliche tangentiale Düsen zur Einführung einer den Wirbelkammerinnenmantel benetzenden Flüssigkeit vorgesehen sind."-^: ~ -

Durch einen derartigen Flüssigkeitsschleier werden die auszuscheidenden Partikeln erfaßt und in starkem Maße agglomeriert. Darüber hinaus werden sie somit schneller einer Abscheidung zugeführt, und es wird verhindert, daß sie sich an der Wandung der Wirbelkammer festsetzen.

Die eigentliche Sprühdüse weist dazu, wie aus der österreichischen Patentschrift 246 107 bekannt ist, einen zylinderrohrförmigen Außenmantel und eine sich kegelförmig erweiternde Öffnung am oberen Ende auf. Darüber hinaus enthält die Sprühdüse erfindungsgemäß einen zum Außenmantel koaxialen, am oberen Ende abgeschlossenen und im unteren Teil des Außenmantels abgedichtet geführten Flüssigkeitszuführungsstutzen, der seinerseits mit radialen Bohrungen im oberen Bereich und einem ventiltellerförmigen Aufsatzteil in der sich kegelförmig erweiternden Öffnung des Außenmantels versehen ist. Dabei ist der zylinderrohrförmige Außenmantel relativ zum Flüssigkeitszuführungsstutzen zur Einstellung der Düsenöffnung axial verschiebbar angeordnet. Dadurch lassen sich Winkel und Sprühmenge des

ίο Flüsigkeitsschleiers entsprechend den jeweiligen Anforderungen leicht einstellen.

Die zur Drallanregung für den Rohgasstrom im Mündungsbereich des axialen Einlaßrohres zwischen dem Außenmantel der Sprühdüse und dem Innenmantel des Einlaßrohres angeordneten Leitschaufeln sind ferner im Anströmbereich an ihrer Unterkante mit sich über die gesamte Breite erstreckenden Flüssigkeitszuführungen versehen. Damit wird ein Festsetzen der klebenden Stoffe schon an den Leitschaufeln sicher verhindert.

An Hand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung näher erläutert.

Das zu reinigende Gas-Flüssigkeits-Gemisch tritt über das Einströmrohr 2 axial von unten in die Wirbelkammer 1 ein. Im Wirbelkammerinnenmantel 1 und/oder im Deckel 22 der Wirbelkammer oberhalb der Mündung 5 des Einströmrohres 2 sind schrägtangentiale Düsen 4 zur Erzeugung der äußeren, wendelförmig nach unten verlaufenden Potentialwirbelströmung im wandnahen Bereich des Wirbelkammerinnenmantels angeordnet. Ein Teil der Potentialwirbelströmung strömt über der Mündung 5 des Einströmrohres 2 über eine Wirbelsenke zur Achse der Wirbelkammer und steigt hier mit dem einströmenden Gas-Flüssigkeits-Gemisch in Form einer Rotationsströmung nach oben zum Reingasauslaß 3 auf. Oberhalb der Mündung 5 werden die auszuscheidenden Partikeln in einer sich ausbildenden Wirbelquelle in Richtung zur Wandung der Wirbelkammer 1 ausgetragen und mit einem Ast der Potentialwirbelströmung über den Ringspalt 6 zwischen Einströmrohr 2 und Wirbelkammerinnenmantel 1 zu einem in einen nicht näher dargestellten Bunker mündenden Auslaß 7 abgeführt. Dieser Auslaß 7 kann — wie in der Figur dargestellt — entweder senkrecht nach unten oder schräg nach der Seite in einen gesonderten Bunker mündend angeordnet sein. Im Ringspalt 6 ist dabei am Einströmrohr 2 eine Blende 8 zur Bildung eines die Abscheidung günstig beeinflussenden schmaleren Ringspaltes zwischen Einströmrohr 2 und Wirbelkammerinnenmantel 1 angebracht.

Erfindungsgemäß ist nunmehr koaxial zum Mündungsbereich 5 des Einströmrohres 2 eine Sprühdüse 9 angeordnet, über die im unteren Bereich der Wirbelkammer 1 ein angenähert kegelförmiger Flüssigkeitsschleier erzeugt wird. Von diesem Flüssigkeitsschleier wird ein großer Teil der auszuscheidenden Flüssigkeitspartikeln erfaßt und zur Wandung der Wirbelkammer t getragen. Durch diesen Flüssigkeitsschleier wird an der Wandung der Wirbelkammer zwar auch schon ein nach unten laufender Flüssigkeitsfilm erzeugt. Dieser besteht jedoch aus einer Mischung dieser Flüssigkeit und der abzuscheidenden adhäsiven Flüssigkeitspartikeln, so daß ein Ansetzen am Wirbelkammerinnenmantel nicht sicher zu vermeiden ist. Aus diesem Grunde sind im oberen

Bereich der Wirbelkammer zusätzliche tangentiale Düsen 20, die auch schräg nach unten gerichtet sein können, zur Einführung eines weiteren Flüssigkeitsstromes angeordnet. Dadurch wird der gesamte WirbelKammennnenmantel von einem Flüssigkeitsschleier benetzt, so daß ein Festkleben der abzuscheidenden Partikeln und damit eine Verstopfung der Wirbelkammer vermieden wird.

Die Sprühdüse 9 besteht dabei aus einem zylinderrohrförmigen Außenmantel 10 mit einer sich kegelförmig erweiternden Öffnung 11 am oberen Ende, aus der die Flüssigkeit in die Wirbelkammer eingesprüht wird. Koaxial zum Düsenaußenmantel 10 ist ein am oberen Ende abgeschlossener Flüssigkeitszuführungsstutzen 12 derart angeordnet, daß zwischen Ventilaußenmantel 10 und Flüssigkeitszuführungsstutzen 12 ein Ringraum 21 frei bleibt. Dieser Flüssigkeitszuführungsstutzen 12 ist dabei im unteren Teil des Ventilaußenmantels 10 dicht geführt. Diese Abdichtung kann durch einen Dichtring 18 am unteren Ende des Ventilaußenmantels 10 bewirkt werden. Am oberen Ende des Stutzens 12 befindet sich ein ventiltellerförmiger Aufsatzteil 14, der in der kegelförmig erweiterten Öffnung 11 des Ventilaußenmantels 10 liegt.

Die über eine zum Einströmrohr 2 koaxiale Zuführungsleitung 16 in den Flüssigkeitszufiihrungsstutzen 12 einströmende Flüssigkeit tritt über radiale Bohrungen 13 im oberen Bereich des Stutzens in den Ringraum 21 über und von hier über die Öffnung 11 in die Wirbelkammer 1 ein. Zur Einstellung verschiedener Düsenöffnungen ist der Ventilaußenmantel 10 relativ zum Flüssigkeitszuführungsstutzen 12 axial verschiebbar angeordnet. Dazu kann der Ventilmantel 10 beispielsweise über ein Gewinde 15 mit dem Flüssigkeitszuführungsstutzen 12 verbunden sein, so daß der Ventilmantel beliebig eingestellt werden kann.

Zur besseren Drallanregung des zu reinigenden Gas-Flüssigkeits-Gemisches sind im Mündungsbereich 5 des Einströmrohres 2 zwischen der Sprühdüse 9 und dem Mantel des Einströmrohres Leitschaufeln 19 angeordnet, die dem eintretenden Gas-Flüssigkeits-Strom einen Drall aufzwingen und somit zur Anregung der Rotatiotisströmung beitragen.

Um ein Ansetzen der abzuscheidenden Flüssigkeitspartikeln an den Leitschaufeln 19 dieser Vordrehdüse zu vermeiden, ist der Düsenaußenmantel 10 im Anströmbereich der Leitschaufeln mit radialen Bohrungen versehen, so daß über eine weitere Flüssigkeitszuleitung 17, die sich über die gesamte Breite der Leitschaufeln erstreckt und seitliche Bohrungen aufweist, ein Teil der Hilfsflüssigkeit hier gegen die Schaufeln gesprüht wird und diese mit einem Flüssigkeitssch'eier benetzt. Es ist aber auch möglich, die Schaufeln 19 im unteren Bereich selbst hohl auszuführen und über von dort ausgehenden Bohrungen die Flüssigkeit austreten zu lassen.

Die Erfindung beschränkt sich dabei nicht nur auf die Ausscheidung von adhäsiven Flüssigkeitspartikeln aus Gasen. Es ist vielmehr auch möglich, Flüssigkeitsmischungen unterschiedlicher Dichte, wie z. B. Wasser-Öl-Gemische, in einem derartigen Drehströmungswirbler zu trennen. Darüber hinaus können durch Ausnutzung des radialen Druckgefälles in einem derartigen Wirbler leicht verdampfende Flüssigkeiten aus schwerer zu verdampfende Flüssigkeiten ausgeschieden werden. Ebenso ist die Anwendung eines derartigen Drehströmungswirblers mit Flüssigkeitsschleier zur Abscheidung von Feiststäuben mög-Hch, bei denen es nicht auf trockenes Anfallen des abgeschiedenen Staubes ankommt.

Claims

Patentansprüche:

1. Drehströmungswirbler zum Abscheiden von adhäsiven Flüssigkeiten aus Gasen, bestehend aus einer zylinderrohrförmigen Wirbelkammer mit einem maximalen Einlaß für das zu reinigende Gas-Flüssigkeits-Gemisch und einem gegenüberliegenden axialen Reingasauslaß sowie mit tangentialen, dem einströmenden Gas-Flüssigkeits-Gemisch schräg entgegengerichteten Hilfsgaseinlässen im Wirbelkammermantel und/oder im oberen Deckel zur Erzeugung einer Drehströmung sowie mit einer koaxial angeordneten Sprühdüse im unteren Bereich der Wirbelkammer, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühdüse (9) in der Mündung (5) des axialen Einströmrohres (2) zur Erzeugung eines kegelförmigen Flüssigkeitsschleiers angeordnet ist und daß im oberen Bereich der Wirbelkammer (1) zusätzliche tangentiale Düsen (20) zur Einführung einer den Wirbelkammerinncnmantel benetzenden Flüssigkeit vorgesehen sind.

2. Drehströmungswirbler nach Anspruch 1 mit einer Sprühdüse, die einen zylinderrohrförmigen Außenmantel und eine sich kegelförmig erweiternde Öffnung am oberen Ende aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühdüse (9) einen zum Außenmantel (10) koaxialen, am oberen Ende abgeschlossenen und im unteren Teil des Außenmantels (10) abgedichtet geführten Flüssigkeitszuführungsstutzen (12) enthält, der seinerseits mit radialen Bohrungen (13) im oberen Bereich und einem an sich bekannten ventiltellerförmigen Aufsatzteil (14) in der sich kegelförmig erweiternden Öffnung (11) des Außenmantels (10) versehen ist.

3. Drehströmungswirbler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zylinderrohrförmige Außenmantel (10) relativ zum Flüssigkeitszuführungsstutzen (12) zur Einstellung der Düsenöffnung (11) axial verschiebbar angeordnet ist.

4. Drehströmungswirbler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit Leitschaufeln im MÜndungsbereich des axialen Einlaßrohres zwischen dem Außenmantel der Sprühdüse und dem fnnenmantel des Einlaßrohres, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln (19) im Anströmbereich an ihrer Unterkante mit sich über die gesamte Breite erstreckenden Flüssigkeitszuführungen (17) versehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen