DE2336925A1

DE2336925A1 - Fliessmittel-mischkammer

Info

Publication number: DE2336925A1
Application number: DE19732336925
Authority: DE
Inventors: Karl Guenther Heiss
Original assignee: Air Preheater Co Inc
Current assignee: Alstom Power Inc
Priority date: 1972-07-24
Filing date: 1973-07-20
Publication date: 1974-02-07
Also published as: FR2193648B3; FR2193648A1; JPS4945472A; AU5837073A

Description

Beschreibung zur Patentanmeldung

The Air Preheater Company Inc., Wellsville, N. Y., USA

betreffend

"Fließmittel-Mischkammer"

Die Erfindung betrifft eine !Fließmittel-Mischkammer,

Gegenstand der Erfindung ist also eine Vorrichtung zum Entfernen von störendem Material aus einem Gasstrom, wobei das Gas und eine Waschflüssigkeit gleichzeitig durch eine Venturidüse geleitet werden.

Kommt ein mit störendem Material geladener Gasstrom mit der Waschflüssigkeit in Kontakt, so tritt im Gasstrom ein Druckabfall auf, der proportional zur Effektivität des Kontaktes zwischen diesen Medien ist. Eine optimale Wirkung der Venturi-Mischkammer wird erreicht, wenn der in den durch die Venturi-Mischkammer strömenden Fließmittel auftretende Druckabfall auf einem bestimmten Wert gehalten wird. Der Druckabfall, der in den Fließmitteln auftritt, schwankt je nach dem Fließmittel, welches durch die Venturikammer strömt, außerdem in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit und von den Leitungsabmessungen,

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Da das Jließmittel und seine Durchströmrate nicht leicht verändert werden, betrifft die Erfindung eine Venturi-Misöh~ kammer, welche in ihrer Größe veränderlich ist, um so .Änderungen im Fließmittel und seiner Strömungsrate kompensieren zu können.

Es sind bereits verschiedene Vorrichtungen entwickelt worden, um den Kontakt zwischen einem mit partikelförmigem Material beladenen Gasstrom und der Waschflüssigkeit zu verbessern, so zu erreichen, daß die Waschflüssigkeit, nachdem sie von dem Gas getrennt worden ist, das partikelförmige Material von diesem entfernte Bei einem wichtigen !Eyp derartiger Vorrichtungen findet das Veirfcuriprinzip Verwendung, bei dem ein Gasstrom, der eine bestimmte Menge partikelförmigen Materials trägt, durch eine Venturileitung strömt, wo er intensiv mit einer Waschflüssigkeit, beispielsweise Wascher gemischt wird, so daß, wenn das partikelförmige Material vollständig durch die Waschflüssigkeit genäßt worden ist, die Waschflüssigkeit mit den darin enthaltenen Partikeln leicht vom Gas entfernt werden können, woraufhin dann das saubere Gas alleine in die Athmosphäre entlassen werden kann.

Derartige Vorrichtungen sind in den USA durch Patentschriften 3, 347, 024; 3, 440, 803; 3, 638, 924 und 3, 638, 935 beschrieben» In diesen Patentschriften wird der Strömungskanal durch verschiedene Einsätze verändert. Andererseits kann die Größe des Strömungskanals auch dadurch verändert werden, daß zwei bewegliche Ablenkbiche verwendet werden, welche einen festen Abstand haben, wobei zwischen den Ablenkblechen dann die Kanal-Strömungskammer gebildet ist·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Venturileitung für einen Gasreiniger zu schaffen, welcher eine innere Einstellung zur Erzielung der geeigneten Kanalgröße gestattet und eine Mischkammer zur optimalen wirkungsvollen Durchmischung aufweist, wobei Änderungen der Gasart und Änderungen

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seiner Strömungsrate kompensiert werden sollen_o Speziell soll es sich dabei um eine flexible Venturileitung handeln, deren strukturelle Figuration unbegrenzt verstellbar ist, um so eine stets optimal große Strömungsöffnung zur Erzielung eines maximalen Kontaktes zwischen einer Waschflüssigkeit und den im Gas enthaltenen Partikeln aufrechtzuerhalten_e Die Partikel können dabei Flüssigkeitstropfen, Flugasche oder anderes partikeiförmiges Material sein,' welches im Gasstrom nicht enthalten sein sollte_e

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine langgestreckte Leitung, welche einen Durchlaß mit einem Einlaß an einem und einem Auslaß am anderen Ende aufweist; eine am Einlaßende der Leitung vorgesehene Einrichtung zum Verbinden der Leitung mit einer Zuführquelle für Trägergas, welches partikeiförmiges Material enthält; eine am Einlaßende der "Leitung vorgesehene Einrichtung zur Verbindung mit einem Wasch-Fließmittel; einen am Auslaßende der Leitung vorgesehenen Ablaß zur Verbindung mit einer Aufnahmeeinrichtung für ausströmendes Fließmittel; ein in der Leitung angeordnetes flexibles Rohr, dessen einander entgegengesetzte Enden ständig mit den Enden der Leitung verbunden sind, so daß ein Ringraum gebildet ist, welcher den Durchlaß zwischen dem Ablaß und dem Rohr umgibt; eine Quelle für unter Druck . stehendes Fließmittel; eine in der Leitung vorgesehene Einlaßöffnung, welche mit dem Ringraum zwischen der Leitung und dem flexiblen Rohr in Verbindung steht; und eine Einrichtung zur Verbindung der Quelle für unter Druck stehendes Fließmittel und der Einlaßöffnung mit dem Ringraum, um so eine Strömung von unter Druck stehendem Fließmittel in den Ringraumzu ermöglichen, durch welche das flexible Rohr verengt oder erweitert und die Größe des Strömungskanals zur Erzielung einer Mischkammer optimaler Abmessung verändert werden kanne

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Bei der Erfindung findet alse eine Rohrförmige Leitung normaler Konfiguration mit einem Einlaß an dem einen Ende und einem Auslaß an dem anderen Ende Verwendung, wobei dazwischen eine Mischkammer liegt« In die Leitung ist ein flexibles Rohr cder eine flexible Ausleitung eingepaßt, wobei deren Enden um die rohrförmige Leitung befestigt sind, um so einen Ringraum zwischen der Leitung und der Auskleidung zu bildene In der Leitung ist zwischen deren Enden ein Einlaß vorgesehen, so daß unter Druck stehendes Fließmittel in den Ringraum zwischen der Leitung und der Auskleidung eingeführt werden kann· Wird Fließmittel in den Ringraum eingeführt oder von diesem abgeführt, so wird die Form der Auskleidung entweder verengt oder erweitert, so daß sich ein venturiähnlieher Hals variablen Querschnittes bildet, wodurch die Strömungsbedingungen durch die Mischkammer simultan verändert werden»

Durch die Erfindung wird also eine Venturi-Kammer für einen Gasreiniger geschaffen, welche einen Strömungskanal variablen Durchmessers aufweist, der eine Mischkammer zur effektiven Durchmisehung einer Waschflüssigkeit und eines Gases umschließt· Die Mischkammer besteht aus einem elastomeren Material in Rohrform, wodurch sich die Größe und die Form des Strömungskanals verengen oder erweitern lassen, um so eine Mischkammer mit optimalen Charakteristiken für sie unter verschiedenen Bedingungen durchströmendes Flieümittel zu schaffen.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen im einzelnen erläutert sind·

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Dabei zeigt:

Pig, 1 in Diagrammdarstellung ein System, welches eine Venturi-Mischkammer aus elastomeren Material nach der Brandung aufweistj

Pig. 2 eine variable Venturi-Mischkammer nach der Erfindung im vergrößerten Schnitt;

Pig. 3 eine variable Venturi-Miechkammer im Schnitt, wobei der Venturi-Abachnitt im Querschnitt verändert istf

Pig. 4 u.

ein anderes Ausführungebeispiel einer variablen Venturi— Mischkammer, wobei die flexible Auskleidung Längs-Versteifungen aufweist, um so eine nahezu ideale Venturi-Konfigu·- ration zu ermöglichenj

Pig. 6 eine flexible Auskleidung mit einer modifizierten Porm der Längsversteifung;

Pig. 7 ein anderes Beispiel zur Herstellung von Längsverstei— fungen für eine flexible Auskleidung,

Die Zeichnung zeigt eine variable Venturi-Mischkammer, welche eine äußere Leitung 10 aufweist, an deren g einander gegenüberliegenden Enden Plansche 12 vorgesehen sind, die zur Verbindung mit einem Kanal 14 für einen Gasstrom dienen, in dem eine bestimmte Ken^e partikelförmiger Materie enthalten ist, die durch eine Leitung 46 von einer Zuführquelle 62 beliefert wird.

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Zwischen dem Flansch 12 und dem Flansch, einer angrenzenden leitung kann ein flexibles Rohr 16 gesclAtet werden, welches einstückig angeformte ringförmige Endetücke 18 aufweist. Hierdurch wird zwischen den Enden des Rohres 16 ein Ringraum 20 geschaffen, da der Ringraum zwischen den Enden vollständig von der leitung unabhängig ist*

An der Leitung 10 iat ein durchbohrtes Ansatzstück 22 vorgesehen, so daß Fließmittel von einer Quelle 24 duroh eine Pumpe 26 in den Ringraum 20 gedrückt werden kann, um so eine bestimmte Suströmunc zum Bohr 16 zu gewährleisten« Wenn das Rohr 16 sich nach innen durchbiegt, bildet es einen Kanal 21 abnehmender Größe mit im wesentlichen eymmttrieeher oonvergent-divergenter Form_s wodurch sich die Charakteristiken einer einfachen Drossel hinsichtlich des durohetrömenden Fließmittels ergeben. Wird der Fließmitteldruck im Ringraum 20 durch öffnen eines Ventils 30 um einen bestimmten Betrag vermindert, so biegt sich das Rohr 16 nach außen, wodurch der Kanal 21 in seinem Querschnitt anwächst, so daß ein größeres Fließmittelvolumen durchgesetzt werden kann*

Während das Fließmittel durch die Drossel strömt, wird es dispergiert und heftig bewegt, Strömen verschiedene Fließ— mittel gleichzeitig durch die Drossel oder durch die Stelle des verengten Querschnittes, so werden sie gleichzeitig dispergiert, gemeinsam bewegt und dementsprechend gemischt·

Fließmittel, welche durch eine beliebige Drosselstelle oder einen verengten Kanal fließen, werden nach den bekannten Gesetzen in einem gewissen Ausmaß umgewirbelt und durchmischt. Die Durchmischung von Fließmitteln erfolgt jedoch am leichtesten und effektivsten bei minimalem Druckabfall, wenn die Drosselstelle inline ideale Venturidüse annähernden Form ausgebildet ist·

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Da die in den Figuren 2 und 3 gezeigte Mischkammer eine im wesentlichen symmetrische, convergent-divergente Leitung bildet, welche eine etwas weniger efficiente Mischkammer und einen größeren Druckabfall als eine echte Yenturikammer gewährleistet, sind 'erfindungsgeinäß Einrichtungen vorgesehen, welche bewirken, daß das Rohr dazu gebracht wird, sieh in einer Weise durchzubiegen, die die Annäherung an eine ideale Venturidüse gewährleistet· Dementsprechend weist das Rohr Längsrippen 32 und 34 auf, welche die Biegung des Rohres in einer vorbestimmten Weise begrenzen, und zwar derart, daß sich ein nahezu idealer Venturi-Querschnitt mit optimalen Mischbedingungen ergibt.

Die Versteifungsrippen erstrecken sich in Längsrichtung entlang der Leitung 10, wobei die Rippen 32 nahe dem Auslaß ein— bis dreimal so lang sind wie die Rippen 34 nahe dem Einlaß· Der Mittelabschnitt 35 des Rohres weist keine Verstärkung auf, biegt sich also am stärksten durch, während die Durchbiegung an den Endflanschen angebrachten Enden am geringsten iBt, Hierdurch bekommt das flexible Rohr einen convergent-divergenten Venturiabschnitt, wobei ein Kanaldurch— laß 35 gebildet wird.

Von einer Quelle 54 wird eine Waschflüssigkeit mittels einer Leitung 56 zu der Leitung 46 geführt. In der Leitung befindet sich ein Steuerventil 58, welches die Zufuhr der Waschflüssigkeit in die Yenturi-Mischkammer begrenzt, wo die Flüssigkeit mit dem Gas gemischt wird, aus dem die darin enthaltenen Partikel, die von der Zuführquelle 62 kommen, entfernt werden.

Nachdem das zu reinigende Gas, welches von der Zuführquelle und die von der Quelle 54 kommende Waschflüssigkeit heftig

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bewegt und in der flexiblen Venturikammer 16 gemischt worden sind, fließen sie durch eine Auslaßleitung 48 zu einem Separator 52, wo die Flüssigkeit, einschließlich der darin enthaltenen partikelförmigen Materie, welche aus dem Trägergas entfernt worden ist, von dem sauberen Gas abgeschieden wird, welches durch einen Abzug 66 abgeführt wird. Die Waschflüssigkeit und das partikelförmige Material werden durch ein Ablaßventil 68 entfernt.

Während die Rippen dazu dienen, dem flexiblen Rohr oder der Venturikammer die gewünschte Form zu geben, verhindern sie auch zusätzlich eine Vibrationsbewegung oder ein Flattern, wenn das flexible Rohr in verschiedene Stellungen ausgedehnt wird. Diese Versteifung des Rohres 16 kann durch verschiedene andere Querschnittformen erreicht werden, welche in dem flexiblen Rohr in der in den Fig. 6 und 7 gezeigten Weise vorgesehen sein können. In Fig. 6 sind Verstarkungsstreifen 32 A und 34 A angeschrägt, um so Verstärkungen zu bilden, die nahe dem Mittelabschnitt 35 eine minimale Flexibilität haben, während in Fig. 7 das gesamte flexible Rohr 37 mit konischem Querschnitt ausgebildet ist, um so nahe den Enden eine maximale Steifheit zu gewinnen.

Um die durch das flexible Rohr 16 gebildete Öffnung in ihrer Größe zu variieren, kann anstelle einer Fließmittelquelle 24 eine Saugeinrichtung vorgesehen sein.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Darstellung des Ausführungsbeispiels begrenzt. Innerhalb des Erfindungsgedankens sind beliebige zweckmäßige Abwandlungen und Ausgestaltungen möglich.

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Claims

1. Fließmittel-Mischkarmerigekennzeichnet durch eine langgestreckte Leitung (10), welche einen Durchlaß mit einem Einlaß an einem und einem Auslaß am anderen Ende aufweist, eine am Einlaßende der Leitung vorgesehene Einrichtung (14) zum Verbinden der Leitung mit einer Zuführquelle (62) für Trägergas, welches partikelförmiges Material enthält, eine am Einlaßende der Leitung vorgesehene Einrichtung (46) zur Verbindung mit einem Wasch-Fließmittel (54) , einem am Ausla-ßende der Leitung vorgesehenen Ablaß (48) zur Verbindung mit einer Aufnahmeeinrichtung für ausströmendes Fließmittel, ein in der Leitung (10) angeordnetes flexibles Rohr (16), dessen einander entgegengesetzte Enden ständig mit den Enden der Leitung verbunden sind, so daß ein Ringraum (20) gebildet ist, welcher den Durchlaß zwischen dem Ablaß und dem Rohr umgibt, Mittel (24) zum Ändern des in dem Ringaum (2O) herrschenden Drucks, eine in der Leitung (10) vorgesehene Einlaßöffnung (22), welche mit dem Ringraum (20) zwischen der Leitung und dem flexiblen Rohr (16) in Verbindung steht, und eine Einrichtung zum Verbinden der Fließmittelquelle (24) und der Einlaßöffnung (22) mit dem Ringraum, um so dem Fließmittel aus der Fließmittelquelle die Vorspannung des Ringraums

(20) zu ermöglichen und damit das flexible Rohr (16) zu verengen oder zu erweitern unter entsprechender Änderung der Größe des von ihm gebildeten Strömungskanals (21).

2. Mischkammer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Abzug (66) und einen zwischen dem Auslaßende des Durchlasses und dem Abzug angeordneten Separator (52) zum Entfernen des Wasch-Fließmittels und des partikelförmigen Materials aus dem Trägergas, bevor dieses aus dem Abzug ausgeführt wird.

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3· Mischkammer nach Anspruch 1 ©der 2, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Rohr (16) Verstärkungseinrichtungen (32, 34} 32 A, 34 A) aufweist, welche einen Pormverlust der Leitung (16) Yerhindert, wenn unter Druck stehendes Fließmittel in den Ringraum zwischen der leitung und dem Rohr eingeführt wird«

4· Mischkammer nach. Anspruch 3_t dadurch gekennzeichnet, daß die VerstärkungseinricJrfcungen für das flexible Rohr (16) unabhängige» langgestreckte YerStärkungeeinrichtungen (32, 34) bilden*

5· Mischkammer nach Anspruch 4* dadurch gekennzeichnet, daß die langgestreck *n Veretärkungseinrichtungen (34) nahe dem Einlaß axial unabhängig ν·η denjenigen (32) nahe dem Auslaß des Rohres (16) sind.

6« Mischkammer nach Anspruch 5_f dadurch gekennzeichnet, daß die langgestreckten Verstärkungseinrichtungen (34) nahe dem Einlaß und diejenigen (32) nahe dem Auslaß des Rohres (16) axial mit Abstand angeordnet sind, so daß zwischen ihnen ein halsförmiger Abschnitt (35) gebildet ist·

7· Mischkammer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die langgestreckte Verstärkungseinrichtungen (32) nahe dem Auslaß des Rohres (16) länger sind als diejenigen (34) nahe dem Einlaß, wodurch das Rohr eine venturiähnliche Konfiguration einnimmt, wenn unter Druck stehendes Pließ« mittel in den Ringraum (20) zwischen der Leitung (10) und ihrem flexiblen Innenrohr (16) eingeführt wird.

8« Mischkammer nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die langgestreckten Verstärkungseinrichtungen (32 A, 34 A) nahe dem Einlaß- und dem Auslaßende des auskleidenden Rohres (16) maximale Steifigkeit hat·

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9. Mischkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (24) aus einer an den
Ringraum (20) zum Ändern des in ihm herrschenden Drucks anschließbaren Fließmittelquelle bestehen.

10. Mischkammer nach einem der Ansprüche 1 bis S₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (24) zum Ändern des in dem Ringraum {20) herrschenden Drucks aus einer Saugeinrichtung bestehen.

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