DE2439648C2 - Mehrzyklonentstauber - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Mehrzyklonenentstauber nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Zyklonenentstauber mit jeweils einer einzigen Zykloneinheit sind in einer Vielzahl von Ausführungsformen bekannt, wie dies beispielsweise der CH-PS 4 91 678. der US-PS 35 01 014 oder der GBPS 8 65 151 entnehmbar ist. Zur Einstellung der Arbeitsweise werden gegebenenfalls Drosselstellen vorgesehen.

Bei Mehrzyklonenentstaubern besteht das Problem, gleichmäßige Arbeitsweisen der verschiedenen Entstauber zu erzielen.

Aus der FR-PS 14 42 340 ist eine Vorrichtung mit radial angeordneten Zyklonen bekannt, die zur Auslaßseite nach unten konisch zulaufen, und zwar bis zu einer Größe, die für den !Durchtritt der abgeschiedenen Schwebeteile vorgesehen ist. Die Abstimmung der beiden Zyklone erfolgt dltirch die entsprechende Bemessung der Durchlaßstellen, ist somit von der Konstruktion her ein für allemal festgelegt.

Aus der US-PS 20 69 483 ist ein Mehrzyklonenentstauber mit zwei Abgaszylindern bekannt, die eine gleiche Länge aufweisen. In dieser Vorrichtung ist eine steuerbare Ventilklappe vorgesehen, die dazu dienen soll, während des Betriebs des Abscheiders eine Rückströmung des Reingases durch den Auslaß zu verhindem. Eine Abstimmung der beiden Abgaszylinder soll hierdurch nicht bewerkstelligt werden.

Aus der US-PS 30 61 994 ist ein Mehrzyklonenentstauber mit in der Länge stufenweise zunehmenden Abgaszylindern bekannt wobei die Abstufung der Längen die geforderte Anpassung der Betriebsparamater erbringen soll. Auch hier wird jedoch die Abstimmung bei der Konstruktion des Gegenstands endgültig festgelegt und läßt sich nicht mehr variieren.

Aus der GB-PS 6 87 097 ist ein Mehrzyklonenenlsiauber mit mehreren, je einen Abgaszylinder aufweisenden Zykloneinheiten und einer gemeinsamen Rcingasleitung bekannt die mit dem Abgaszylinder jeder Zykloneinheit in Verbindung steht Der Querschnitt der Abgasleitung nimmt bei jedem Abgaszylinder iiv Richtung des Auslasses der gemeinsamen Reingasleitung zu, wobei jeder Abgaszylinder mit einer Drosselstellc versehen ist. Bei dieser Konstruktion ist zwar eine nachträgliche Abstimmung der einzelnen Zyklone in ihren Arbeitsweisen möglich, jedoch bedingen die dort vorgesehenen verstellbaren Drosselklappen einen erheblichen technischen Aufwand. Weiterhin ermöglichen die Drosselklappen nur eine Anpassung über einen gewissen Bereich, so daß größere Asymmetrien mit dieser Vorrichtung nicht mehr auszugleichen sind.

Ausgehend vom oben genannten Stand der Technik liegt der vorliegendeR Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs dahingehend weiterzubilden, daß auf konstruktiv einfache Weise eine Anpassung über einen weiten Bereich hinweg möglich wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst daß der Querschnitt bei jedem Abgaszyünder stufenweise in Richtung des Auslasses zunimmt, und daß die Drosselstellc eines jeden Abgaszylinders einen kleineren Durchmcsser als der Abgaszylinder aufweist, umJ daß die Drosselsteile am Einlaßende des Abgaszylinders angeordnet ist. Durch diese Kombination von Merkmalen ergibt sich eine konstruktiv einfache Lösung, bei der dennoch eine Regelung in weiten Bereichen vorgenommen werden kann. Auf diese Weise können die Durchgangswiderstände zwischen allen Zykloneinheiten aneinander angeglichen werden, so daß eine Umkehrung der Gasströmung von einer Zykloneinheit zu einer anderen Zykloneinheit wirksam verhindert wird.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, sowie den nachfolgenden Ausführungsbeispielen.

Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden nun in Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben.
Es zeigt

F i g. 1 ein schematiches Schnittbild einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mehr/yklonenentstaubers;

Fig. 2 eine schematische, vergrößerte Teilschnillansicht eines Teils einer Zykloneinheit des Enistaubcrs nach Fig. l.und

Fig.3 und 4 die schematischen, vergrößerten Tcilschnittansichten eines Bereichs, ähnlich dem nach Fig.2, von anderen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Mehrzyklonenentstaubers.

Bezugnehmend auf Fig. 1, die eine schcmiilisclic Schnittansichi der gesamten Konstruktion eines erfin-

dungsgemäßen Mehrzyklonenentstaubers wiedergibt, weist der Mehrzyklonenentstauber eine Vielzahl von Zykioneinheiten auf, mit je einem äußeren Zyklonzylindcr 1, die in einem Gehäuse 2 untergebracht sind. Der äußere Zylinder 1 jeder Zykloneinheit ist mit seinem oberen Ende an einer Decke 3 des Gehäuses 2 befestigt und ragt von da nach unten. Der äußere Zylinder 1 hat weiterhin einen Staubaustritt 5, der an seinem unteren Ende vorgesehen ist, der durch Einschnüren des unteren Endes in Konusform gebildet sein kann. Eine Primärkammer 4' ist oberhalb der Decke 3 des Gehäuses 2 gebildet und weist einen Einlaß 4 auf, wie in den Zeichnungen gezeigt ist. Der äußere Zylinder 1 jeder Zykloneinheit hat ein oberes offenes Ende, das mit Führungsschaufeln 6 versehen ist Das staubbeladene Gas wird durch den Einlaß 4 und die Primärkammer 4' zu den Schaufeln 6 geführt und anschließend von den Schaufeln zu einem wendelförmig abwärts gerichteten Strom durch den äußeren Zylinder 1 geleitet. Eine Reingasleitung 8 ist in dem oberen Teil des Gehäuses oberhalb der Primärkammer 4' gebildet und weist einen Reingasauslaß 7 an seinem oberen Ende auf. Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, ist die Leitung 8 so ausgebildet, daß ihr Längsschnitt die Form von Stufen aufweist, so daß die Querschnittsfläche der Leitung für jede Zykloneiriheit in Richtung des Stromes zunimmt. Jede der Zykloneinheiten hat einen Abgaszylinder 9, um das im Inneren des äußeren Zylinders 1, in der Nähe der Längsachse sich sammelnde Reingas zur Reingasleitung 8 zu fördern.

Erfindungsgemäß ist jeder der Abgaszylinder 9 mit einer Drosselstelle ausgestattet. In der Ausfuhrungsform nach F i g. 1 besteht die Drosselstelle aus einem Bereich 10 mit einem kleinen, inneren Durchmesser, der am unteren Ende des Abgaszylinders 9 vorgesehen ist.

Das Gehäuse 2 hat einen konischen Staubbunker 11, der an seinem unteren Ende vorgesehen ist. Der konische Staubbunker 11 ist an seinem unteren Ende mit einem Drehschieber 12 ausgestattet.

Bei dieser Anordnung wird das staubbeladene Rohgas durch den Einlaß 4 und die Primärkammer 4' zu den Schaufeln 6 ;-:der Zykloneinheit geführt. Anschließend wird das staubbeladene Gas von den Schaufeln 6 in eine wendelförmig abwärts gerichtete Strömung umgeleitet und in den äußeren Zylinder 1 eingeführt. Wie bekannt ist, wird der in dem Gas enthaltene Staub durch die Wirkung der Zentrifugalkraft des wendeiförmigen Stromes ausgeschieden, während das stau'ibeladene Gas als abwärts gerichtete wendeiförmige Strömung in den äußeren Zylinder 1 eingeführt wird und es fällt entlang der inneren Oberfläche des äußeren Zylinders 1 durch den so Staubaustritt 5 in den S.°,ubbunker 11. Das von dem Staub befreite Gas sammelt sich in der Nähe der Mitte des äußerer Zylinders und wird durch die Abgaszylinder 9, die Reingasleitung 8 und den Reingasauslaß 7 abgezogen. Da jeder der Abgaszylinder 9 mit einer Drosselstelle, wie z. B. einem Bereich mit kleinem inneren Durchmesser 10, ausgestattet ist, ist der Durchgangswiderstand jeder der Zykloneinheiten im wesentlichen von der Drosselstelle beeinflußt. Wenn daher der Durchmesser und die Länge jeder der Bereiche 10 mit eo kleinem inneren Durchmesser so ausgewählt sind, daß sie im wesentlichen gleich sind, wird dadurch kein Unterschied in den Durchgangswiderständen der Zykloncinheiten bestehen, obwohl die Längen der Abgaszylinder unterschiedlich sind. Im Ergebnis wird die Vertei- es lung der Gasströmung im wesentlichen gleichförmig über alle Zykloneinheiten und der Druck an jedem der Staubaustritte 5 wird im -vesentlichen gleich. Nachfolgend wird die Größenbeziehung zwischen der Drosselstelle und dem Abgaszylinder, bezugnehmend auf F i g. 2 im Detail beschrieben.

In Fig.2 ist die Drosselstelle eines Abgaszylindei5 einer Zykloneinheit gezeigt. Um den Winddruck in allen Abgaszylindern so gleich als möglich zu machen, muß der Winddruckverlust in der Drosselstelle, z. B. in dem Bereich mit kleinem inneren Durchmesser des Abgaszylinders über den Druckverlust in anderen Bereichen dominieren, z. B. in dem Bereich mit großem inneren Durchmesser des Abgaszylinders, relativ zum gesamten Druckverlust in jedem der Zykloneinheiten. Aus diesem Grunde ist es wünschenswert, das Verhältnis von Länge zu Durchmesser des Bereichs 10 mit kleinem inneren Durchmesser größer zu machen. Wenn jedoch die Länge h des Bereichs 10 mit kleinem Durchmesser größer wird, steigt auch der Druckverlust in dem Bereich mit kleinem inneren Durchmesser und somit derjenige der Zykloneinheit. In einem wirtschaftlich einsetzbaren Mehrzyklonenentstauber sollte daher die Länge h des Bereichs 10 mit kleinem inneren Durchmesser auf 4mal die Länge dessen inneren Durchme;· y*,rs d beschränkt werden. Wenn die Länge h unterhalb von Ά liegt, dominiert der Druckverlust Ap in dem Bereich 10 mit kleinem inneren Durchmesser ausreichend über den Druckverlust der gesamten Zykloneinheit.

Um d: her den Druckverlust Δρ in dem Bereich 10 mit kleinem inneren Durchmesser noch dominierender zu machen, ist es wünschenswert, den Druckverlust in dem Bereich mit großem inneren Durchmesser des Abgaszylinders 9 zu verkleinern. Die Beziehung zwischen dem Druckverlust Δρ und dem inneren Durchmesser D in einem Rohr kann ungefähr wie folgt ausgedrückt werden:

Ap-

Wenn daher der innere Durchmesser cfdes Bereichs mit großem Durchmesser des Abgaszylinders 9 au,' 1,2 d vergrößert wird, liegt der Druckverlust Ap in dem Bereich mit großem inneren Durchmesser bei 1/2,5. d.h. unterhalb der Hälfte des Druckverlustes eines Bereichs mit großem Durchmesser, der den gleichen inneren Durchmesser, wie der Bereich mit kleinere inneren Durchmesser hat (d = d'). Daraus ergibt sich, daß je größer der innere Durchmesser des Bereichs mit großem Durchmesser verglichen mit dem Durchmesser des Bereichs mit kleinem Durchmesser ist, je kleiner ist der Einfluß des Druckverlusts in dem Bereich mit großem Durchmessergegen den Druckverlust insgesamt. Im Ergebnis wird daher der Druckverlust in dem Bereich mit kleinem inneren Durchmesser stärker vorherrschend.

Der innere Durchmesser c/'des Bereichs mit großem Durchmesser kann jedoch nicht grenzenlos vergrößert werden, wegen des Größenverhältnisses des äußeren Zylinders 1 und der Führungsschaufeln 6. Um die horizontale Schnittfläche des erfindungsgemäßen Entstaubers im wesentlichen derjenigen eines bekannten Mehrzyklons mit der gleichen Behandlungskapazität gleichzuhalten und zur gleichen Zeit auch ausreichende Durehströmung des staubbeladenen Gases durch die Primärkammer' 4' sicherzustellen, känn.der Durchmesser c/'des Bereichs mit großem Durchmesser nicht größer als 2,5 dgemacht werden.

Wenn daher die Cröße des Bereichs 10 mit kleinem Durchmesser und der Durchmesser des Bereichs mit großem Durchmesserden Bedingungen

5
Λ < 4 dbzw. 1,2 d < d' < 2,5 d.

folgen, arbeitet der erfindungsgemäße Mehrzyklonentstauber am wirkungsvollsten und wirtschaftlichsten.

Um weiterhin die Wirk samkeit der Entstaubung noch zu verbessern, ist es wünschenswert, die Strömung des staubbeladenen Gases in dem äußeren Zylinder 1 so abzulenken, daß sie mögli chst nahe der inneren Oberfläche des äußeren Zylinders verläuft. Zu diesem Zweck ja wird der Bereich mit großem Durchmesser des Abgas-

*5 zyünders 9 über die Rihrungsschaufeln 6 hinauserstreckt, wodurch das stsiubbeladene Gas gezwungen wird, in unmittelbarer Nähe der inneren Oberfläche des äußeren Zylinders wendelförmig entlangzuströmen. Diese Maßnahme ist weil erhin wünschenswert vom Gesichtspunkt einer Minimi iierung des Druckverlustes im Ganzen bei gleichzeitiger Ausgleichung der Druckverluste jeder der Zykloneinllieiten.

Die Drosselstelle des Abgaszylinders 9 ist bezüglich ihrer Form nicht auf diejenige beschränkt, die durch das Bezugszeichen 10 in Fi g 1 dargestellt ist, sondern kann von jeder beliebigen Form sein, mit welcher ein ähnlicher Effekt erzielbar ist. Beispielsweise kann die Drosselstelle ein Rohrteil 10a nit kleinem Durchmesser sein, wie in F t g. 3 gezeigt ist, oder ein eingeschnürter konischer Teil JOo.wiein Fig. 4. Auch die Lage der Drosselstelle ist nicht auf die Anordnung in Fig.2 beschränkt, z. B. das untere Ende des Abgaszylinders 9, sondern kann an jeder Stelle entllang des Abgaszylinders angebracht werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Mehrzyklonenentstauber mit mehreren, je einen Abgaszylinder aufweisenden Zykloneinheiten und mit einer gemeinsamen Reingasleitung, die mit dem Abgaszylinder jeder Zykloneinheit in Verbindung steht, und deren Querschnitt bei jedem Abgaszylinder in Richtung des Auslasses der gemeinsamen Reingasleitung zunimmt, wobei jeder Abgaszylinder mit einer Drosselstelle versehen ist dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt bei jedem Abgaszylinder stufenweise in Richtung des Auslasses (7) zunimmt und daß die Drosselstelle eines jeden Abgaszylinders (9) einen kleineren Durchmesser (d) ak der Abgaszylinder (9) aufweist, und daß die Drosselstelle am Einlaßende des Abgaszylinders (9) angeordnet ist-

2. Mehrzyklonenentstauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle jedes Abgaszylinders.(9) einen Bereich mit einer bestimmten Länge (h) aufweist, der am Einlaßende der Abgaszylinder (9) vorgesehen ist und einen inneren Durchmesser (d) besitzt, der kleiner als der innere Durchmesser (d') der Abgaszylinder (9) ist

3. Mehrzyklonenentstauber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (h) des Bereichs kleiner als etwa das Vierfache des inneren Durchmessers (d) des Bereichs ist, und daß die Größe des inneren Durchmessers (d')der Abgaszylinder (9) in einem Größenbereich zwischen dem l,2fachen und dem 2,5fa<_hen des Durchmessers (d) des Bereichs der Drosselstellen liegt

4. Mehrzyklonenentstauber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurc'· gekennzeichnet, daß jede Drosselstelle ein am Enlaßende der Abgaszyiinder (S) angeordnetes Rohrteil (lOä/iüit kleinem inneren Durchmesser (d)ist.

5. Mehrzyklonenentstauber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Drosselstelle ein am Einlaßende der Abgaszylinder (9) angeordneter konischer Bereich (lOi^ist