DE2320386A1

DE2320386A1 - Verfahren und geraet zur abscheidung fester und fluessiger partikel aus gasfoermigen medien

Info

Publication number: DE2320386A1
Application number: DE19732320386
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing Spahn
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-04-21
Filing date: 1973-04-21
Publication date: 1974-11-07

Description

Verfahren und Gerät zur Abscheidung fester und flüssiger Partikel aus gasförmigen Medien ¢Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein dafür geeignetes Gerät zur Abscheidung fester sowie flüssiger Partikel aus gasförmigen Medien.
Der Abscheidung von Stäuben aus gasförmigen Medien kommt heute im Rahmen des Umweltschutzes besondere Bedeutung zu. Neben schädlichen und belästigenden Stäuben, deren Emissionswerte gesetzlich begrenzt sind, müssen außerdem sog. Nutzstäube aus verfahrenstechnischen Prozessen abgeschieden werden, wodurch die Wirtschaftlichkeit infolge Gutsrückgewinnung erhöht wird.
hlür die Abscheidung von Stäuben ist eine Vielzahl von Verfahren und Geräten entwickelt worden. Welches Verfahren jeweils zur anwendung gelangt, richtet sich nach der Art des Staubes (Korngröße, Kornform, spez.Gewicht, Agglomerationsfähigkeit etc.), dem Staubgehalt in g/m3 Gas, dem erforderlichen Abscheidegrad, der Temperatur und ggf. Feuchte des Trägergases, dem erforderlichen nergieaufwand des Abscheiders sowie im Einzelfall nach weiteren speziellen Gesichtspunkten.
Bei hohem Rohgasstaubgehalt muß die Abscheidung zweistufig durchgeführt werden, einesteils deshalb, weil der geforderte Reingasstaubgehalt bei 1-stufiger Abscheidung nicht erzielbar wäre, zum anderen vor allem, um das nachgeschaltete Feinfilter zu entlasten Eine solche zweistufige'Abscheideanlage besteht meist aus einem Fliehkraftabscheider (Zyklon) mit nachgeschaltetem 2'einfilter (Gewebefilter,Elektrofilter u.ä.). Bei geringem Rohgasstaubgehalt kann bei vorgeschriebenem Reingasstaubgehalt u.U. der Einsatz eines Fliehkraftabscheiders ausreichen.
Das nachstehend beschriebene Verfahren und Gerät ist vor allem für die Vorabscheidung bei zweistufigen Abscheideanlagen gedacht, doch kann es bei geringem Rohgasstaubgehalt u.U.- auch als alleiniger Abscheider eingesetzt werden.
Die an einem Versuchsgerät gemessenen Gesamtabscheidegrade für einige Feinstäube liegen günstig (Weizenmehl 90 %, Zement 75 %, bei Rohgasstaubgehalten von 15 g/Nm3bzw. 30 g/Nm3-Luft).
Die Energiekosten für die Abscheidung sind-gering, da das Abscheidegerät selbst die Förderung des Trägergases durchführt (das Abscheidegerät ist ein modifiziertes Gebläse, in dem die Abscheidung erfolgt) und somit ein Druckverlust wie bei herkömmlichen Abscheidern nicht vorliegt. Der Energieaufwand für die Abscheidung ergibt sich dadurch, daß aus abscheidetechnischen Gründen die Gestaltung der radialen Kanäle des Rotors strömungstechnisch nicht optimal durchgeführt werden kann und somit nicht der maximale Wirkungsgrad gegenüber einem reinen Gebläse erzielt wird.
Die 3etriebsweise des Gerätes -als Abscheider betrachtet- ist wartungsfrei. Die Wartung des Antriebs und der Lager ist wie bei jedem Gebläse in größeren Zeitintervallen durchzuführen, was übrigens bei allen Abscheideverfahren erforderlich ist, da alle Verfahren ein Gebläse zur Gasförderung benötigen.
Der Platzbedarf des Gerätes ist geringer als bei anderen vergleichbaren Abscheidern (z.B. Zyklon), da die Abscheidung im (modifizierten). Gebläse selbst erfolgt, während bei anderen Verfahren die Anlage aus Abscheider und Gebläse besteht.
Aus dem selben Grund sind auch die Anschaffungskosten geringer.
Das vorliegende Verfahren und Gerät wird also den Forderungen nach gutem Abscheidegrad bei geringem Energieaufwand, wartungsfreiem Betrieb, geringem Platzbedarf und niedrigen Anschaffungskosten weitgehend gerecht.
Beschreibung des Gerätes und seiner i'unktionsweise Der Aufbau des Gerätes ist in beiliegenden Zeichnungen dargestellt und zwar zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt 'ig. 2 eine Seitenansicht im Schnitt Fig. 3 eine vergrößerte kinzeldarstellung eines Kanals mit Staubaustrittsöffnung in Draufsicht und Schnitt Funktionsweise Das mit festen oder flüssigen Partikeln beladene Gas (1) -fortan Staubluft genannt- wird durch den Saugstutzen (2) axial angesaugt, im Rotor um 900 umgelenkt und in die Kanäle (3) geleitet. Diese haben rechteckigen oder quadratischen Querschnitt, der gebildet wird von den Kanalwänden (4 und 5), dem Rotorboden (6) sowie der Rotordeckscheibe (7).
Beim Eintritt der Staubluft(1) in die Kanäle (3) wirken auf die Staubluft (f) infolge der Drehung des Rotors Zentrifugal- (8) und -entgegengesetzt zur Dry8gA;h,tçngXdeZs Rotors Corioliskräfte (9).
Die jeweilige Resultierende aus Lentrifugalkraft-(8) und Coriolis--kraft (9) bewirkt ein Wandern der Partikel gemäß der eingezeichneten Flugbahn (10) (dargestellt an einem für die Abscheidung am ungünstigsten positionierten Teilchen beim Eintritt in einen Kanal (3)> Haben~die partikel die Kanalwand (5) erreicht, so wandern sie unter dem Einfluß von Zentrifugalkraft (8) und Corioliskraft (9) an der Kanalwand (5) entlang nach außen, gelangenin die Staubaustrittsöffnung (11), prallen an die Schrägwand (12) und von dieser durch eine Offnung (13) im Rotorboden (6) in das Staubsammelgehäuse (14).
Von hier gelangen sie teils durch Eigengewicht, teils durch Schleuderwirkung des Rotors in den Staubbunker (15). Ein Festhaftet der Teilchen an der Kanalwand (5) ist nicht möglich, da die Corioliskraft (9) zu Null würde, wenn das Teilchen an der Wand in Ruhe wäre, während die Zentrifugalkraft (8) immer voll wirkt und das Teilchen nach außen bewegt.
Die gereinigte Luft (16) strömt durch den abgewinkelten Reinluftkanal (17) in das Reinluftspiralgehäuse (18) und entweicht durch den Druckstutzen (19).
Staubsammelgehäuse (14) und Reinluftspiralgehäuse (18) sind durch ein Labyrinth (20) gegeneinander abgedichtet. Ferner ist die Durchführung der Antriebswelle (21) durch das Staubsammelgehäuse (14) mit einer Gleitringdichtung (22) abgedichtet.
Die Gestaltung des Antriebs sowie des Lagerbocks (23) ist wie bei üblichen Gebläsen und geht aus der Zeichnung hervor. Auf sonstige konstruktive Details wie sie z.B. zur Mrmöglichung der Montage des Rotors und des Labyrinths (2o notwendig sind, wurde in der Darstellung verzichtet.
Ein Betrieb in Zwillingsanordnung mit mittigem Antriebsmotor ist möglich, wobei bei einem Rotor die Abwinkelung der Reinluftkanäle(17) entgegengesetzt auszuführen ist - entsprechend der entgegengesetzten Drehrichtung dieses- Rotors. In Durch Verändern der Drehzahl des Rotors können Gasfördermenge und Gesamtdruckerhöhung des Gerätes wie bei jedem Gebläse den Erfordernissen des Betriebes angepaßt werden.
Bei abrasiven Stäuben muß durch Wahl geeigneter Werkstoffe dem Verschleiß entgegengewirkt werden. (Kunststoffe, Gummierung etc.)

Claims

Patentansprche 1. Verfahren zur Abscheidung fester und flüssiger Partikel aus - gasförmigen Medien, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidung der Partikel durch ein modifiziertes Gebläse und innerhalb desselben erfolgt, welches gleichzeitig der Förderung des Trägergases dient.
2. Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß die Staubluft (1) durch den angetriebenen Rotor zentrisch axial angesaugt, um 900 umgelenkt und durch radiale Kanäle (3) rechteckigen oder quadratischen Querschnitts rapial nach außen bewegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1. und 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel beim Eintritt in die Kanäle (3) sich unter dem Einfluß von Zentrifugalkraft (8) und Corioliskraft (9) längs einer Flugbahn (10) auf die Kanalwände (5) zu bewegen, an diesen unter dem Einfluß der beiden Kräfte (8 u.9) entlanggleiten, in die Staubaustrittsöffnungen (11) gelangen, an die Schrägwände (12) prallen und von diesen durch oeffnungen (13) im Rotorboden (6) in das Staubsammelgehäuse (14), wo sie in den Staubbunker (15) durch Eigengewicht bzw. durch Schleuderwirkung des Rotors abgeflihrt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1. bis 3., dadurch gekennzeichnet, daß die gereinigte Luft (16) durch abgewinkelte, mit den Kanälen (3) in Verbindung stehende Reinluftkanäle (17) rechteckigen oder quadratischen Querschnitts in das Reinluftspiralgehäuse (18j abgeftihrt wird, von wo sie durch den Druckstutzen (19) entweicht.
5. Gerät zur DurchführIrng des Verfahrens nach Anspruch 1.bis 4., dadurch gekennzeichnet, daß der über eine Welle (21) angetriebene Rotor mehrere radiale Kanäle (3) rechteckigen oder quadratischen Querschnitts aufweist, welche gebildet werden, durch die Kanalwände (4 u.5), den Rotorboden (6), sowie die Rotordeckscheibe (7).
6. Gerät nach Anspruch 5., dadurch gekennzeichnet, daß an den äußeren Enden der Kanäle (3) sich Staubaustrittsöffnungeii (11) befinden.
7. Gerät nach Anspruch 5. u. 6., dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (3) an den äußeren Enden durch Schrägwände (12) begrenzt sind.
8. Gerät nach Anspruch 5. bis 7., dadurch gekennzeichnet, daß der Rotorboden (6) pro Kanal (3) eine Öffnung (13) aufweist.
9. Gerät nach Anspruch 5. bis 8., dadurch gekennzeichnet, daß mit jedem Kanal (3) ein abgewinkelter Reinluftkanal (17) in Verbindung steht,welcher rechteckigen oder quadratischen Querschnitt besitzt.
10. Gerät nach Anspruch 5. bis 9., dadurch gekenni hn + an dem Lagerbock (23) das Staubsammelgehäuse (14) befestigt ist.
11. Gerät nach Anspruch 5. bis 10., dadurch gekennzeichnet, daß an dem Staubsammelgehäuse (14) das Reinluftspiralgehäuse (18) befestigt ist.
12. Gerät nach Anspruch 5. bis 11., dadurch gekennzeichnet, daß Reinluftspiralgehäuse (18) und Staubsammelgehäuse (14) durch ein Labyrinth (20) gegeneinander abgedichtet sind.