DE2000202A1 - Vorrichtung zum Trennen von Feststoffteilchen aus einem Gasstrom - Google Patents

Description

Vorrichtung 25um Trennen von Feststoffteilchen aus einem Gasstrom

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trennen von Feststoffteilchen aus einem Gasstrom unter Ausnutzung der Trägheitskräfte.

Bs sind Vorrichtungen bekannt, welche in Forai eines Abgangsrohres oder -kanälen in einen Apparat, 2. B. einen Sprühtrocknerturm hineinragen, so daß ein Gasstrom in diene ^intreten kann, während die von diesem bis dahin ■nit geführt en IPe st st of ft eilchen an den Öffnungen des Abgangsrohres oder -ktnales vorbei zum Boden des Apparates fallen und ausgetragen werden.

Hiervon sind mehrere Ausführungsarten bekannt, z. B. sol che, deren Öffnungen nach unten gerichtet sind und andere, deren Enden mit den Öffnungen nach oben ragen, letztere sind meist mit einer Haube versehen, welohe den direkten Einfall von Feststoffteilchen in die Öffnungen verhindern soll.

Weiterhin sind Vorrichtungen bekannt, welche am unteren Teil den konischen Boden3 eines Sprühtrocknerturmes in Form eines Behälters ao angebracht sind, daß der Konus des Turmbodenn in daa Behält erinnere hineinragt, üie Verbindung zu dem Abgangarohr int entweder indirekt über mehrere ft ohr stutzen, die ;iiit Drosselklappen versehen sind, und eine Ringleitung oder durch direkten Anüchluß vorgenommen. Im letaten iValle α lad im Behälterinneren exzentrisch ungeordrifito ,,inb<\uten vorgenehen.

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Der nit Peststoffteilchen beladene Gasstrom verläßt den Sprühtrockner turm :neist durch einen an der tiefsten Stelle den konischen Bodens angeordneten Rohrstutzen mit relativ hoher Geschwindigkeit. Die in den Behälter infolge dso nunmehr vorhandenen Strömungsquerschnittes eintretende Geochwindi^keitsninderung und die durch den vorgegebenen 3trö :iung L:\veg eintretende scharfe Umlenkung des Gasstromes bewirken, daß die Feststoffteilchen aus dem Einflußbereich des Gasstromes gelangen und au dem meist konisch ausgebildeten Behälterboden fallen. Von dort werden sie mit geeigneten Vorrichtungen ausgetragen. Der Gasstrom verläßt nach Passieren der Rohrstutzen und üingleitung oder direkt durch das Abgangsrohr den Behälter. Kit Hilfe der Drosselklappen bzw. der exzentrisch angeordneten einbauten wird dar Gasstrom nahezu gleichmäßig auf den Behälterquerschnitt verteilt.

Weiterhin sind Vorrichtungen bekannt, welche, nach der Art des Fliehkraftab scheiders arbeitend, dem Sprühtrocknerturm nachgeschaltet sind. Eine davon ist der bekannte ^yklonabscheid er. Hier tritt der mit Feststoffteilchen beladene Gasstrom mit relativ hoher Geschwindigkeit tangential in einen nach unten konisch auslaufenden Behälter ein. Während die Peststoffteilchen infolge der ihnen erteilten i'Jnergie in spiralförmigen Verlauf dem tiefsten Punkt des konischen Behälters zustreben, verläßt der GuBstrom über ein konzentrisch von oben in das Innere des :;yiclonabncheiders ragende üb £.; wig sr ohr den Behälter. Die Feststoffteilchen können in bekannter V/eioe ausgetragen werden.

Die in den Sprühtrocknerturn ragenden Ab^angsrohre oder -kanäle haben den Nachteil, duß der Gasstrom die Vorrich-

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tung mit gleichbleibender Geschwindigkeit passiert und die Trägheitskräfte der von ihm mitgeführten Feststoffteilchen gering sind. Sie gewährleisten es nicht, daß diese Feetstoffteilchen restlos von dem sie mitführenden Gasstrom abgetrennt werden. Während die in angemessener Entfernung von den Öffnungen der Abgangsrohre oder -kanäle vorbeifallenden Feststoffteilchen vornehmlich unter dem Einfluß der ihnen durch den Gasstrom erteilten, abwärts gerichteten Energie sowie der Schwerkraft stehen, werden mit Abnahme des Abstandes von diesen Öffnungen zunehmend mehr Peststoffteilchen von dem, diesen Öffnungen zuströmenden Gasstrom in das Abgangsrohr mitgerissen. Bas bedeutet, daß eine gewisse Menge der Feststoffteilchen der unmittelbaren Abscheidung verlorengehen. Den mit Bingleitung versehenen Behältern haftet der Mangel an, daß sich die vom Gasstrom auch nach erfolgter Abtrennung noch mitgeführten feinsten Feststoffteilchen durch Verwirbeln des Gasstromes und auftretende Strömungstoträume auf den Drosselklappen oder in der horizontal oder nur unter geringer Neigung geführten Ringleitung ablagern können.

Den behälterförmigen Vorrichtungen mit exzentrischen Einbauten haftet der ISangel an, daß beim plötzlichen übergang vom kleinen Strömungsquerschnitt des in den Behälter ragenden Rohrstutzens auf den relativ großen Strömungsquerschnitt des Behälters bei gleichzeitig scharfer Umlenkung eine Verwirbelung des Gasstromes eintritt, die dem Abtrennen der Feststoffteilchen entgegenstehen muß.

Beim Abtrennen der Feststoffteilchen mit Hilfe der bekannten Fliehkraftabscheider ist die Beschädigung der Teilchen infolge intensiver Wandreibung unvermeidlich. Darüber hinaus haftet den bekannten Vorrichtungen der

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Mangel erheblichen Druckverluctes an, was sich in dem für die Förderung des Gasstromes notwendigen Energieaufwand ungünstig niederschlägt.

Zweck der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, welche die angeführten l.iängel nicht aufweist und insbesondere eine schonende Trennung der Feststoffteilchen von einem diese mitfuhrenden Gasstrom ermöglicht.

Der Erfindung liegt die Aufgebe zugrunde, eine Vorrichtung zu finden, welche dem die Feststoffteilchen enthaltenden Gasstrom nur einen minimalen finergieverlust zufügt und vor dem Trennen eine Geschwindigkeitszunahme dea Gasstromes eintritt, die die Trägheitskräfte der Feststoffteilchen erhöht. Der Gasstrom ist ohne Verwirbelung abzuführen und die Feststoffteilchen aollen keine Möglichkeiten zur Ablagerung finden.

ürfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß das finde des Ab^^ngsrohres als Verdrängerkörper ausgebildet ist, der zentrisch in dem Apparat angeordnet ist. Zwischen der Innenwand des Apparates und dem Verdrängerkörper entsteht ein Ringkanal, der den otrömungsquerschnitt des dem Abgangsrohr zustrebenden Gasstromes einengt und über ein ringmuldenförmiges Teil einen strömungstechnisch günstigen Einlauf bildet und den Gasstrom in das Abgangsrohr leitet. Der Verdrängerkörper besteht aus zwei symmetrisch ineinander angeordneten Kegelstümpfen Tiit unterschiedlichen Y/inkeln, deren kleine Durchmesser gemeinsam in das Abgangsrohr einmünden. Den im Gasstrom mitgeführten Teilchen bietet der Verdrängerkörper keine Ablagerungsmöglichkeiten. In das ringmuldenförmige Teil des Verdrängerkörpers sind Bohrungen kleinen Durchmessers eingebracht, die

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es ermöglichen, daß die Randgebiete des seine Richtung ändernden Gasstromes abgesaugt werden. Diese Bohrungen münden in ein Rohr, welches aiit einer separaten Unterdruckleitung verbunden ist. Vorteilhaft wird der durch die Innenwand des Apparates und das gegenüberliegende Teil des Verdrängerkörpers gebildete Ringkanal so ausgebildet, daß sich dieser Ringkanal in Strömungsrichtung verengt. Bei Anordnung des Verdrängerkörpers in dem konisch ausgebildeten Teil eines Apparates wird der Verdrängerkorper in der Weise abgestützt, daß durch Korrektur seiner Höhenlage die Breite des Ringkanal3 verändert werden kann.

Die lärfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen in der dazugehörigen Zeichnung

Pig. 1 den Vertikalschnitt eines in einem zylindrischen Apparat angeordneten Verdrängerkörpers;

Pig. 2 den Vertikalschnitt eines in dem konischen Teil eines Apparates angeordneten Verdrängerkörpers;

Pig. 3 den Vertikalschnitt eines Ringkanalquerschnittes mit in Gtrörnungsrichtung zunehmender Verengung ;

Pig. 4 den Vertikal schnitt eines Ringkanales mit in otrörnungarichtung gleichbleibender Breite.

Im Inneren eine3 Apparates 1, vorzugsweise eines Sprühtrocknerturrnes, iot ein Verdrängerkorper 2 zentrisch angeordnet, der eine trichterförmige Erweiterung des Abgang nr öhre α 3 bildet. Die Gestalt des Verdi'ängerkörpers wird bestimmt durch zwei Kegelstumpfe 4» 5 unterschiedlichen Winkels, die sy/nmetrioch ineinander angeordnet sind und doren kleine DurchmeBoer zusammen in das Abgan/ifjrohr 3 münden. Q09840/1188

An den großen Durchmesser des Kegelstumpfes 5 schließt ein Teil 6 an, das den freien Querschnitt des Apparates auf einen zwischen dem Verdrängerkörper 2 und der Wandung des Apparates 1 verbleibenden Ringkanal 7 einengt. Von diesem Teil 6 ist die Verbindung zum großen Durchmesser des Kegelstumpfes 4 durch ein ringmuldenförmiges Teil 8 hergestellt.

Am Boden des Apparates 1 ist eine bekannte Austragvorrichtung, z. B. Auotragschnecke 9» Austrag-Zellenradschleuse 10 angeordnet.

In Fig. 2 ist der Verdrängerkörper 2 auf eine Verstelleinrichtung 11, vorzugsweise bestehend aus drei Gewindebolzen, abgestützt, mit deren Hilfe die Höhenlage des Verdrängerkörpers 2 und daiiit die Breite des verbleibenden Ringkanals 7 verändert werden kann. Die Verschiebbarkeit des Verdrängerkörpers 2 gegenüber dem Abgangsrohr 3 wird durch ein in diesen lose geführtes, mit dem Verdrängerkörper 2 fest verbundenes Rohrstück 12 gewährleistet. In das ring.nuldenförmige Teil 8 des Verdrängerkörpers 2 sind Bohrungen 13 eingebracht, die über ein Bohr 14 an ein separates ünterdrucksystem angeschlossen sind.

üin oberhalb des Verdrängerkürpers 2 in den Apparat 1 eingeleiteter Gasstrom strebt nach Beaufschlagung mit Peststoffteilchen bei Vorhandensein eines entsprechenden Druckunterschiedes dem in das Apparatinnere ragenden Abgang3rohr 3 zu.

Dabei muß der Gasstrom den vom Verdrängerkörper 2 und der Innenwund des Apparates 1 gebildeten Ringkanal 7 passieren. Da der in der übene des Ringkanals 7 zur Verfügung stehende Strömungsquersohnitt gegenüber dem vom Gasstrom vorher passierten vollen Querschnitt des

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Apparates 1 erheblich, eingeengt ist, ergibt sich eine entsprechende Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit des Gasstromes. Diese Geschwindigkeitszunahme bewirkt eine demgemäße Beschleunigung der vom Gasstrom mitgeführten Peststoffteilchen.

Durch die Wahl des Querschnittes des Bingkanals 7 kann das Haß der Teilchenbeschleunigung beeinflußt werden. Nach dem Austreten aus dem Ringkanal 7 steht dem Gasstrom wieder ein größerer Strömungsquerschnitt zur Verfügung. Hierdurch stellt sich in diesem Bereich eine entsprechend verminderte Strömungsgeschwindigkeit ein. Gleichzeitig wird der Gasstrom durch sein Bestreben, den kürzesten Weg zum Abgangsrohr 3 zm wählen, in die durch den Verdrängerkörper 2 gebildete trichterförmige Erweiterung des Abgangsrohrendes abgelenkt. Durch die Gestaltung des den Übergang von der Bingkanalwandung zur trichterförmigen Erweiterung des Abgangsrohrendes bildenden ringmuldenförmigen Teiles 8 des Verdrängerkörpers 2 werden das Ablösen der Strömung von der Wandung und Verwirbelungen und damit verbundene Ehergieverluste weitestgehend vermieden.

Während der überwiegende Teil der vom Gasstrom mitgeführten Feststoffteilchen infolge der ihnen beim Passieren des Bingkanals,7 erteilten Beschleunigung sowie der ih- Ώ.ΘΏ. eigenen Trägheitskräfte dem Verlauf des nunmehr mit abnehmender Geschwindigkeit umgelenkten Gasstromes nicht mehr folgen kann, somit aus dem Einflußbereich des Gasstromes herauskommt und sich infolge Wirkens der Schwerkraft zum Boden des Apparates 1 hin bewegt, reicht die verminderte Geschwindigkeit des Gasstromes nicht mehr aus, evtl. in der ersten Phase der Umlenkung mitgerissene Peststoffteilchen entgegen der Schwerkraftwirkung zum Abgangsrohr 3 hin zu fördern.

Auoh anfänglich mitgerissene Feststoffteilchen fallen in Richtung des Bodens des Apparates 1. Mittels einer bekannten Vorrichtung, z. B. Austragschnecke 9» Zellenradschleuse 10, können von dort alle abgetrennten Fest« .. -

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INSPECTED

stoffteilchen aus dem Apparat 1 ausgetragen werden. Die in das ringmuldenförmige Teil 8 eingebrachten Bohrungen 13 geringen Durchmessers dienen in Verbindung mit einem an ein separates Unterdrucksystem angeschlossenen, vorzugsweise in dem Verdrängerkörper 2 eingebauten Bohr 14 dem Absaugen der Bandströmung bei relativ scharfer Umlenkung des Gasstromes, um das Auftreten von Toträumen und Verwirbelungen eu vermeiden. Daduroh wird auch in diesem Falle der Energieverlust niedrig gehalten und die Anpassungsfähigkeit der Vorrichtung bei kritischen geometrischen Relationen gegebener Apparate garantiert.

Durch Wahl eines geeigneten Winkele des Kegelstumpfes 5 sowie einer entsprechenden, nicht dargestellten Überdachung des Abgangsrohres 3 können sich auf diesen Flächen praktisch keine Feststoffteilchen ablagern.

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Claims (2)

2Ö00202 Pat ent ansprüche

1.1 Vorrichtung zum Trennen von Peststoffteilchen aue ^^ einem Gasstrom unter Ausnutzung der Trägheitskräfte, indem ein Abgangsrohr in den Apparat hineinragt, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende eines Abgangsrohres (3) als Yerdrängerkörper (2), der zentrisch in Appar· rat (1) angeordnet, ausgebildet ist und zwischen Innenwand des Apparates (1) und Verdrängerkörper (2) ein Hingkanal (7) entsteht, der über ein ringmuldenförmiges Teil (8) mit dem Abgangsrohr (3) verbunden ist, wobei der Verdrängerkörper (2) aus zwei symmetrisch ineinander angeordneten Kegelstümpfen (4| 5) unterschiedlicher Winkel besteht, deren kleine Durchmesser gemeinsam in das Abgangsrohr (3) münden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Innenwand des Apparates (1) und des Teiles (6) des Verdrängerkörpers (2) gebildete Eingkanal (7) eine in Strömungerichtung zunehmende Verengung aufweist.

3· Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ringmuldenförmige Teil (8) des Verdrängerkörpers (2) Bohrungen (13) kleinen Durohmessera aufweist, die in ein gemeinsames, an ein separates ünterdruokeystern angeschlossenes Bohr (14) mund «α.

4# Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3t dadurch gekennzeichnet, daß tine Verstelleinrichtung (11) vorgesehen iet und dit Verschiebtarkeit des Verdrängerkorρeye (2) gegenüber dem Abgangsrohr (3) duroh ein in dleetm lose geführtββ, ait dem Verdrängerkörper (2) fest verbunden«· Iohrstück (12) gewährleistet ist.

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