DE2513991A1 - Verfahren und vorrichtung zum abtrennen von festen und fluessigen teilchen aus stroemenden gasen - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen von festen und flüssigen Teilchen aus strömenden Gasen Die erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtrennen von festen und flüssigen Teilchen aus strömenden Gasen.
• In viele; 3ereichen der Technik ist es erforderlich, aus Gas strömen mitgeführte Flüssigkeiten und Feststoffe zu entfernen. Von besonderer Bedeutung ist dabei eine möglichst quantitative Abtrennung, wenn es sich bei den mitgeführten Flüssigkeiten oder Feststoffen um #chadstoffe handelt.
• Bekannte Abscheideverfahren und -vorrichturgen haben den Nachteil, daß sie nicht in Rohrleitungen und/oder Kamine ohne zusätzlichen Platzbedarf cingebaut werden können.
• Vielmehr ist für eine ausreichende Abscheidung stets eine Querschnittserweiterung erforderlich, so daß die Abscheider stets als zusätzlichen Raum beanspruchende Aggregate mit einem größeren Querschnitt als dem Querschnitt des Rohrs, in dem das zu reinigende Gas strömt, gefertigt werden müssen.
• Eine solche Querschnittserweiterung im Abscheider war erfo.cerlich, weil in Rohrleitungen üblicherweise zu hohe Geschwindigzeiten herrschen, die für eine wirksame Abscheidung verringert werden müssen, da andernfalls die Tropfen oder festen Partikel mitgerissen würden.
• Ein weiterer Nachteil bei herkömmlichen Abscheidern ergibt sich daraus, dass die abgeschiedene Flüssigkeit gegen den entgegenkommenden Gasstrom nach unten strömt. Hierdurch wird der Wirkungsgrad des Abscheiders verringert, da die Tendenz besteht, daß die Flüssigkeit wieder mitgerissen wird.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Überwindung dieser Nachteile durch ein Verfahren und eine Vorrichtung, die eine wirksame Abscheidung ohne Erweiterung des Strömungsquerschnittes ermöglichen und damit die Abscheidung ohne zusätzlichen Platzbedarf beanspruchende und damit teure Aggregate innerhalb des durchströmtem Rohres oder Kamins vornehmen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Gasstrom innerhalb des durchströmten Rohres oder Kamins sowohl zentrifugal als auch in Umfangsrichtung beschleunigt wird und die Feststoff- oder Flüssigkeitsteilchen am Umfang des Gasstroms in einer ringförmigen Zone abgezogen werden.
• Gegenstand der Erfindung ist danach ein Verfahren zum Abtrennen von festen und flüssigen Teilchen aus strömenden Gasen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Gasstrom ohne wesentliche Querschnittsveränderung in einer Drallzone aus seiner axialen Richtung abgelenkt, dabei sowohl zentrifugal als auch in Umfangsrichtung beschleunigt wird und die Feststoff- oder Flüssigkeitsteilchen an der Peripherie des Gasstroms in einer#zylindrischen Zone, die mit dem Eintritt in die Drallzone beginnt und sich mindestens bis zu ihrem Ende erstreckt, abgezogen werden.
• Die Fest- oder Flüssigteilohen werden abgeschieden, in-dem sie durch Uffnungen in der Wand der ringförmigen Abzugszone treten. Von der zylindrischen Abscheidungszone können abgeschiedene Flüssigkeit oder Feststoffe über eine getrennte Leitung zurtickgeführt werden.
• Die zylindrische Abscheidungszone kann sich zur Vervollständigung der Abtrennung über das Ende der Drallzone hinaus erstrecken.
• Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei der die Abscheidung noch weiter verbessert wird, wird der mit einem Drall beaufschlagte Gasstrom hinter der Drallzone durch eine Zone mit sich in Strömungsr#chtung verengenden Querschnitt in axialer Richtung beschleunigt und die Feststoff- oder Flüssigkeitsteilchen werden in einer verlängerten, sich entlang des Wegs vom Eintritt in die Drallzone bis mindestens zum Austritt des Gases a-;E der Zone verengten Querschnitts erstreckenden Ringzone an der Peripherie des Gasstroms abgezogen. Hierdurch wird insbesondere die Abscheidung feinster Teilchen vervollständig.
• Vorteilhaft wird der zu reinigende Gasstrom in einer der Drallzone vorgehaltenen Beschleunigungszone durch Querschnittsverengung beschleunigt.
• Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zum Abtrennen von festen und flUssigen Teilchen aus strömenden Gasen, die gekennzeichnet ist durch einen im Inneren des durchströmten Rohres oder Kamins angeordneten Einsatz (1), dessen Wandungen Perforationen (2) aufweisen und an dessen dem ausströmenden Gas zugewandten Ende ein fest'stehendes Schaufelrad ()) mit feststehenden Leitschaufeln (4) angeordnet ist.
• Der Einsatz (1) entspricht der Form des von Gas durchströmten Rohres oder Kamins und ist damit in der Regel zylindrisch ausgestaltet. Die Seitenwandung des Einsatzes, also der Zylindermantel ist perforiert. Dabei kann nach einer Ausführungsform der Zylindermantel aus Lochblecher. bestehen.
• Nach einer anderen, ebenfalls geeigneten Ausführungsform, besteht die Wandung des Einsatzes aus einem Siebgeflecht.
• Besonders bevorzugt ist jedoch die husgestalturlg rjes Einsatzes aus spiralförmig gewickeltem Band. Die Perforationen werden dann durch den Abstand der einzelner.5iindungen gebildet.
• Der Einsatz (1) mit dem Schaufelrad (35 kann auS einfache Weise in das vom Gas durchströmte Rohr eingeschouen oder eingehängt werden. Der Einsatz kann aber auch fest mit dem Außenrohr, beispielsweise durch Verschweißen, verbunden sein.
• Tn Jedem Fall ist der Einsatz in dem vom Gas durchströmten Rohr auf geeignete, nicht gezeichnete Weise (beispielsweise durch Schrauben oder durch einen ringförmigen Vorsprung im Rohr) gehaltert.
• Am unteren, dem anströmenden Gas zugekehrten Ende des Einsatzes (1) und damit praktisch den Boden des Einsatzes bildend, ist ein feststehendes Schaufelrad ()) mit leststehenden Leitschaufeln senkrecht zur Strömungsrichtung angeordnet.
• Das Schaufelrad (3) ist mit dem Einsatz (l) zweckmäBig fest verbunden. Am einfachsten werden zu diesem Zweck dle Enden der Schaufeln mit der Wandung des Einsatzes verschweißt oder auf ähnliche Weise verbunden. Das Schaufelrad kann aber ebenso gut durch Streben, die von seiner Achse zur Wandung des Einsatzes verlaufen, festgehalten werde#i. Das Leitrad (35 besteht In bekannter Weise aus einem zylindrischen Kern, an dem die einzelnen Schaufeln befestigt sind.
• Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung mit weiter verbessertem Wirkungsgrad ist in dem Einsatz (1) in Strömungsrichtung hinter dem Schaufelrad (D) ein Konfusor (5) zur Verringerung des Querschnitts an#eordnet, der bevorzugt kegelstrumpfförmig ausgebildet ist.
• Zur Beschleunigung und Umlenkung des eintretenden Gasstroms kann vor dem Schaufelrad ()) ein Strömungskegel (6) angeoranet sein, der an den Kern des Schaufelrads angeschraubt oder angeschweißt ist.
• Verfahren und Vorrichtung werden nachstehend ausfilhrlXcher In Verbindung mit den Figuren erläutert.
• Figur 1 zeigt eine Seitenansicht der ereindun¢,sgemäßen Vorrichtung.
• Figur 2 zeigt die gleiche Vorrichtung wie Figur 1 mit einem Konfusor.
• Figur 5 zeigt eine Draufsicht der Vorrichtung.
• Figur 4 zeigt eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit zwei auf einem gemeinsamen Kern angeordneten Schaufelreihen und einem im Wickelverfahren aus Band hergestellten Einsatz (1).
• In Figur 1 wird der Gasstrom in der t3eschleunigungszone 3 durc@@den Strömungskegel (6) - falls erforderlich - beschleunigt und tritt in das Leitrad (5#. Durch die feststehenden Schaufeln (4) erhält das Gas einen Drall und wird sowohl In zentrifugaler Richtung als auch in Umfangsrichtung r,esch'eunigt. In dieser Drallzone B wird bereits der größte Teil der mitgeführten Feststoff- oder Flüssigkeitsteilchen, insbesondere die gröberen Teilchen, abgeschieden. Sie treten durch die Perforationen (2) des Einsatzes (1) in den Ringraum (7~ und sammeln sich dort. Sie können vom Boden des Rlngraumes durch eine nicht gezeichnete Leitung abgezogen und gecebenenfalls zurückgeführt werden. Nach dem Verlassen des Leitrades strömt das Gas weiter, wobei entlang des Strömungsweges weitere Teilchen, insbesondere feine Teilchen, durch die Durchlässe in der Wandung des Gehäuses (1) in den Ringraum (75 eintreten. Damit erstreckt sich die Abscheidungszone A üb#r die gesamte Länge der perforierten Seitenwand des Einsatzes (1).
• In Figur 2 wird das aus der Drallzone austretende Gas durch den Konfusor-(5), der mit dem Schaufelrad (5) verbunden ist, wieder axial beschleunigt und tritt durch den Spalt (8# aus.
• Hierdurch wird die Abscheidung insbesonders feinerer Teilchel verbessert.
• In Figur 4 ist im Einsatz (1) ein doppeltes Schaufelrad ()) angeordnet. An seiner Achse bzw. seinem Kern sind eine obere und eine untere Schaufeireihe angeordnet, von der jeweIls nur eine Schaufel (4a und 4b) gezeichnet wurde. Die Schaufeln von oberer und unterer Reihe stehen auf Lücke, sind also gegneinander versetzt. Der Einsatz (1) besteht aus gewickeltem Band aus beliebigem geeignetem Material (Kunststoff oder Stahl). Die Perforationen (2# werden durch den Abstand der einzelnen Wicklungen gebildet. Zur Versteifung des Einsatzes (15 sind an dessen Umfang Versteifungsrlppen (9) angeordnet, an denen die Wicklungen befestigt sind. Für den Kondensatrücklauf sind im Außenrohr Bohrungen (10) vorgesehen.
• Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt in der platzsparenden und damit wesentlich billigeren weise gegenüber herkömmlichen Abscheidern mit erweitertem Strölnungsquerschnitt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sIch in vorhandene Rohrsysteme oder Kamine ohne zusätzlichen Platzbedarf einbauen. Durch Einbau von verstellba:#en Konfusors kann der optimale Bereich des Abscheiders noch erweitert werden.
• Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann stehend oder lXegend in Rohrleitungen oder dergleichen eingebaut werden.
• Die Vorrichtung kann aus beliebigem, dem jeweiligen Anwendungszweck angepaßtem Material, wie Kunststoff1 einfachem Stahl oder korrosionsfestem Stahl bestehen.

Claims (11)

PATENTANSPRUCHE

1. Verfahren zum Abtrennen von festen und flüssigen Teilchen aus strömenden Gasen, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom ohne Querschnittserweiterung in einer Drallzone aus seiner axialen Richtung abgelenkt, cabei sowohl zentrifugal als auch in Umfangsrichtung beschleunigt wird und die Feststoff- oder Flüssigkeitsteilchen an der Peripherie des Gasstroms in einer ringförmigen, zylindrischen Zone, die mit dem Eintritt in die Drallzone beginnt und sich mindestens bis zu ihrem Ende e.-streckt, abgezogen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1), dadurch geXenr.zeichnet, daß der mit einem Drall beaufschlagte Gas strom in Strömungsrichtung hinter der Drallzone durch eine Querschnittsverengung in axialer Richtung beschleunigt und die west- oder Flüssigteilchen in einer verlängerten, sich entlang des Wegs vom Eintritt in die Drallzone bis mindestens zum Austritt des Gases aus der Querschnittsverengung erstreckenden ringförmigen Zone an der Peripherie des Gasstroms abgezogen werden.

3. Verfahren nach Ansprechen 1 - 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom durch eine Querschnittsverengung vor Eintritt in die Drallzone beschleunigt wird.,

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 - 3, gekennzeichnet durch einen im Inneren des vom Gas durchströmten Rohrs angeordneten Einsatz (1), dessen Wandungen Perforationen (2) aufweisen, und an dessen unterem Ende ein feststehendes Schaufelrad ()) mit feststehenden Leitschaufeln (4) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da im Einsatz (1) in Strömungsrichtung hinter dem Schaufelrad (5) ein Konfusor (5) zur Verringerung des Quer@chnitts angeordlet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Konfusor als Kegelstumpf ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Ansprüchen 4 bis r), dadurch gekennzeIchnet, daß der Einsatz (1) als Lochnlatte ausgebildet st.

8. Vorrichtung nach Ansprüchen 4 bis o, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (1) aus Siebgeflecht besteht.

9. Vorrichtung nach Ansprüchen 4 bIs r#, dadurch gekern#zeichnet, daß er Einsatz (1) aus sriralförmlg aufgew@ckeltem Band mit entsprechenden Zwischenräumen (2) für den Te-'-chenaustritt aus dem Gasstrom besteht.

10. Vorrichtung nach Ansprüchen 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem ersten ein weiteres Schaufelrad angeoranet ist.

11. Vorrichtung nach Ansprüchen 4 bis 10, dadurch gekennze-ffichnet, daß vor dem Leitrad ()) ein Strömungskegel (65 zur Beschleunigung und Umlenkung des eintrete@den Gasstroms angeordnet ist.

L e e r s e i t e