DE2000202A1 - Device for separating solid particles from a gas stream - Google Patents
Device for separating solid particles from a gas streamInfo
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Description
Vorrichtung 25um Trennen von Feststoffteilchen aus einem GasstromDevice 25 for separating solid particles from a gas stream
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trennen von Feststoffteilchen aus einem Gasstrom unter Ausnutzung der Trägheitskräfte.The invention relates to a device for separating solid particles from a gas stream by utilizing them of inertia.
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.Devices are known which protrude in the forai of an outlet pipe or ducts into an apparatus, e.g. a spray dryer tower, so that a gas stream can enter the service, while the IPe st of ft Small particles fall past the openings of the outlet pipe or outlet to the bottom of the apparatus and are discharged.
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.Several types of embodiment are known, e.g. B. sol che, the openings of which are directed downwards and others, the ends of which protrude upwards with the openings, the latter are usually provided with a hood, welohe the direct incidence of solid particles into the openings should prevent.
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.Furthermore, devices are known, which in the lower part of the conical bottom 3 of a spray dryer tower Shape of a container are attached so that the cone of the tower floor protrudes into the container remember, üie connection to the outlet pipe int either indirectly over several feet of studs which; ii are provided with throttle valves are, and a ring line or by direct connection performed. In the last iValle α load inside the container eccentric ungeordrifito ,, proceed inb <\ uten.
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BADBATH
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.The gas stream loaded with contaminant particles leaves the Spray dryer tower: nests through one at the deepest point the conical bottom arranged pipe socket at a relatively high speed. The result in the container dso now existing flow cross-section entering Geochwindi ^ keitsreductions and the sharp deflection of the occurring due to the given 3-flow L: \ veg Cause gas flow that the solid particles get out of the area of influence of the gas flow and mostly au conical container bottom fall. From there they are discharged with suitable devices. The gas flow leaves the container after passing the pipe socket and inlet line or directly through the outlet pipe. With the help of the throttle valve or the eccentrically arranged built-in components, the gas flow is almost even distributed over the container cross-section.
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.Furthermore, devices are known which, after Type of centrifugal separator working, the spray dryer tower are downstream. One of them is the well-known clone separator. Here comes the one with solid particles loaded gas stream at a relatively high velocity tangentially into a downwardly conical container a. While the particles of pestilence, as a result of the energy imparted to them, move in a spiral shape Towards the lowest point of the conical container, the GuBstrom leaves via a concentric from above into the interior des:; yiclone separator outstanding; wig sr ohr the container. The solid particles can be discharged in a known rate will.
Die in den Sprühtrocknerturn ragenden Ab^angsrohre oder -kanäle haben den Nachteil, duß der Gasstrom die Vorrich-The protruding into the Sprühtrocknerturn From ^ angsrohre or channels have the disadvantage of the gas flow Duss the 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.processing happens at a constant speed and the inertial forces of the solid particles it entrains are low. They do not ensure that these Feetstoffteilchen are completely separated from the gas flow entrained them. While the predominantly un ter at an appropriate distance from the apertures of the outlet pipes or ducts by falling solid particles the influence of the members them by the gas flow, are downward energy as well as the force of gravity, are to decrease the spacing of these openings increasingly more Peststoffteilchen of the, these Openings entrained gas stream flowing into the outlet pipe. Bas means that a certain amount of the solid particles are lost from the immediate separation. The containers provided with bing ducts have the defect that the finest solid particles carried along by the gas flow even after separation can be deposited on the throttle valves or in the horizontally or only slightly inclined ring duct due to the turbulence of the gas flow and resulting dead spaces.
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.The container-shaped devices with eccentric internals the angel adheres to the sudden transition from the small flow cross-section of the into the container protruding pipe socket on the relatively large flow cross-section of the container at the same time sharper Deflection a turbulence of the gas flow occurs, which opposes the separation of the solid particles got to.
Beim Abtrennen der Feststoffteilchen mit Hilfe der bekannten Fliehkraftabscheider ist die Beschädigung der Teilchen infolge intensiver Wandreibung unvermeidlich. Darüber hinaus haftet den bekannten Vorrichtungen derWhen separating the solid particles with the help of the known centrifugal separator, the damage is the Particles inevitable due to intense wall friction. In addition, the known devices is liable
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Mangel erheblichen Druckverluctes an, was sich in dem für die Förderung des Gasstromes notwendigen Energieaufwand ungünstig niederschlägt.Lack of significant pressure loss, which is reflected in the for the promotion of the gas flow has an unfavorable impact on the amount of energy required.
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.The purpose of the invention is to create a device which, in particular, does not have the stated defects a gentle separation of the solid particles made possible by a gas stream that carries them along.
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.The invention is based on the object of a device to find which the gas stream containing the solid particles has only a minimal loss of energy adds and before the separation an increase in the speed of the gas flow occurs, which increases the inertial forces of the solid particles. The gas flow is dissipate without turbulence and the solid particles will not find any way to deposit.
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 According to the invention, this is achieved in that the find of the Ab ^^ ngsrohres is designed as a displacement body which is arranged centrally in the apparatus. An annular channel is created between the inner wall of the apparatus and the displacer, which narrows the flow cross-section of the gas flow approaching the outlet pipe and forms an inlet that is favorable in terms of flow via an annular trough-shaped part and directs the gas flow into the outlet pipe. The displacement body consists of two symmetrically arranged truncated cones Tiit different Y / angles, the small diameter of which jointly open into the outlet pipe. The displacer does not offer the particles entrained in the gas flow any possibility of deposition. In the annular trough-shaped part of the displacement bores are inserted small diameter, the
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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.make it possible that the peripheral areas of the gas flow changing its direction are sucked off. These holes open into a tube, which is a separate vacuum line is connected. This is advantageous through the inner wall of the apparatus and the opposite part of the displacement body formed ring channel designed so that this ring channel narrows in the direction of flow. When ordered of the displacement body in the conical part of an apparatus becomes the displacement body in the way supported that the width of the Ringkanal3 can be changed by correcting its altitude.
Die lärfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen in der dazugehörigen ZeichnungThe noise finding is explained in more detail on the basis of exemplary embodiments explained. It show in the accompanying drawing
Pig. 1 den Vertikalschnitt eines in einem zylindrischen Apparat angeordneten Verdrängerkörpers;Pig. 1 shows the vertical section of a cylindrical Apparatus arranged displacer;
Pig. 2 den Vertikalschnitt eines in dem konischen Teil eines Apparates angeordneten Verdrängerkörpers; Pig. 2 shows the vertical section of a displacement body arranged in the conical part of an apparatus;
Pig. 3 den Vertikalschnitt eines Ringkanalquerschnittes mit in Gtrörnungsrichtung zunehmender Verengung ;Pig. 3 shows the vertical section of an annular channel cross-section with increasing narrowing in the grain direction ;
Pig. 4 den Vertikal schnitt eines Ringkanales mit in otrörnungarichtung gleichbleibender Breite.Pig. 4 the vertical section of a ring canal with in Obligation direction of constant width.
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. Q09840/1188Inside an apparatus 1, preferably a spray dryer tower, iot a displacement body 2 arranged centrally, the one funnel-shaped extension of the finish nr ore α 3 forms. The shape of the Verdi'ängerkörpers is determined by two truncated cones 4 »5 different Elbows which are symmetrically arranged one inside the other and have small diameters together in the outlet pipe 3 open. 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.Closes to the large diameter of the truncated cone 5 a part 6 showing the free cross-section of the apparatus on an annular channel 7 remaining between the displacement body 2 and the wall of the apparatus 1. From this part 6 the connection to the large diameter of the truncated cone 4 is through a trough-shaped part 8 manufactured.
Am Boden des Apparates 1 ist eine bekannte Austragvorrichtung, z. B. Auotragschnecke 9» Austrag-Zellenradschleuse 10 angeordnet.At the bottom of the apparatus 1 is a known discharge device, e.g. B. discharge screw 9 »discharge rotary valve 10 arranged.
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.In Fig. 2, the displacement body 2 is on an adjusting device 11, preferably consisting of three threaded bolts, supported, with the help of which the height of the Displacer 2 and daiiit the width of the remaining Ring channel 7 can be changed. The displaceability of the displacement body 2 relative to the outlet pipe 3 is guided by a loosely guided in this, with the Displacement body 2 firmly connected pipe section 12 guaranteed. In the ring-trough-shaped part 8 of the displacement body 2 bores 13 are introduced, which are connected via a bore 14 to a separate negative pressure system are.
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.üin above the displacer 2 in the apparatus 1 introduced gas flow strives for admission with Pest particles in the presence of a corresponding Pressure difference to the outlet pipe 3 protruding into the interior of the apparatus.
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 desThe gas flow must pass through the annular channel 7 formed by the displacement body 2 and the inner wound of the apparatus 1 happen. Since the in the practice of the ring channel 7 to Available cross-flow compared to the full cross-section of the previously passed by the gas flow
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-it-" - τ- it - "- τ
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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.Apparatus 1 is considerably, narrowed, results in a corresponding increase in the flow rate of the gas stream. This increase in speed causes a corresponding acceleration of the gas flow entrained Pesticide particles.
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.The hatred of particle acceleration can be influenced by the choice of the cross-section of the bing channel 7. After exiting the annular channel 7, the gas flow again has a larger flow cross-section. This results in a correspondingly reduced flow velocity in this area. At the same time, the gas flow is diverted into the funnel-shaped widening of the outlet pipe end formed by the displacement body 2 by striving to choose the shortest path to the outlet pipe 3. The design of the annular trough-shaped part 8 of the displacer 2 forming the transition from the Bingkanalwandung to the funnel-shaped extension of the outlet pipe end largely prevents the flow from separating from the wall and turbulence and associated energy losses.
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.While the predominant part of the solid particles carried along by the gas stream as a result of the acceleration imparted to them when passing the Bing Canal, 7 and the ih- Ώ.ΘΏ. own inertial forces can no longer follow the course of the gas flow, which is now deflected with decreasing speed, thus leaving the area of influence of the gas flow and moving towards the bottom of the apparatus 1 due to the action of gravity, the reduced speed of the gas flow is no longer sufficient, possibly in the first phase of the deflection to convey pesticide particles entrained against the effect of gravity towards the outlet pipe 3.
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« .. -Also initially entrained solid particles fall towards the bottom of the apparatus 1. By means of a known device, e.g. B. discharge screw 9 »rotary valve 10, can from there all separated solid" .. -
009840/1188 ««^Tt=n009840/1188 «« ^ Tt = n
INSPECTEDINSPECTED
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.particles are discharged from the apparatus 1. The small diameter bores 13 made in the annular trough-shaped part 8 serve in connection with a drilling 14 connected to a separate negative pressure system, preferably built into the displacement body 2, the suction of the band flow at relative sharp deflection of the gas flow in order to avoid dead spaces and turbulence eu. Daduroh will In this case, too, the energy loss is kept low and the adaptability of the device is guaranteed in the case of critical geometrical relationships of the given apparatus.
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.By choosing a suitable angle of the truncated cone 5 and a corresponding roofing, not shown, of the outlet pipe 3 can be located on these surfaces practically no solid particles deposit.
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