DE2612688C3 - Wirbler zum Abscheiden von Staub, Tropfen und Nebel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wirbler zum Abscheiden von Staub, Tropfen und Nebel, der zwei konzentrische Leitungen aufweist, von denen die äußere Leitung eine oder mehrere Unterbrechungen aufweist, die Abschnitte bilden, wobei die Unterbrechungen von der äußeren Umgebung durch dichte Kammern getrennt sind.

Eine bekannte Ausführungsform eines derartigen Wirbiers (GB-PS 6 28 212) besitzt ein äußeres Rohr, das sich in Richtung des Durchflusses allmählich im Durchmesser vergrößert, was zur Folge hat, daß sich Wirbel auf der Außenfläche bilden und damit eine Entfernung des Staubes nur sehr unvollständig erfolgt. Weiterhin besitzt dieser bekannte Wirbler eine erste Zone mit zylindrischen Rohren, wobei sich in diesem Bereich Eingänge und Schaufeln befinden, die den Austritt an den Unterbrechungen stören.

Es wird sich der an der äußeren Wand angesammelte Staub an diesen Unterbrechungen absetzen, während weiterhin die Schaufeln eine Mischung der Luft herbeiführen, die die Zentrifugalwirkung auf die Teilchen vermindert, so daß nur ein geringer Teil an diesen Unterbrechungen abgeschieden wird. Die weiteren Schaufeln stören außerdem diesen Fluß und schränken damit die Wirkung an einer nachgeordneten Unterbrechung ein. Weiterhin verringert sich im Anschluß an das Schaufelrad der Durchmesser des inneren Rohres, während sich das äußere Rohr erweitert, wodurch ein Staubaustrag behindert wird. Bei dieser bekannten Ausführungsform ist es weiterhin nachteilig, daß ein elektrostatisches System nicht anwendbar ist, es sei denn, daß alle Schaufeln und ihre Stützen aus Isoliermaterial bestehen, was jedoch konstruktiv kaum denkbar ist bzw. nur mit einem Aufwand verwirklicht werden kann, der völlig unwirtschaftlich ist. Weiterhin ist es nachteilig, daß mehrere Unterbrechungen an eine einzige Kammer angeschlossen sind, was einen Rückstrom der Luft zwischen den beiden Unterbrechungen bewirkt und somit eine beim Auffangen des Staubes auftretende Störung darstellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zi'grunde, einen Wirbler der bekannten Art derart auszubilden, daß unter Vermeidung von Wirbeln die Ablagerungen sicher beseitigt werden.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die äußere Leitung mit den Abschnitten Unterbrechungen aufweist, an denen der Durchmesser verringert ist, daß jeder Unterbrechung eine gesonderte dichte Kammer mit einem Hilfsventilator zugtordnet ist und daß der durch jede Unterbrechung gebildete Ringspalt etwa die gleiche Größe aufweist, wie die sich an der Wandung der äußeren Leitung absetzende Staubschicht.

ίο Die Erfindung bringt den Vorteil, daß sich ein störungsfreier schaubenförmiger Luftstrom erzeugen läßt, so daß sich die abzuscheidenden Teilchen gut auf der äuGeren Fläche des Wirbiers sammeln können. Es läßt sich mit der Erfindung auf einfache Art und Weise ein vollkommen funktionierendes Reinigungssystem verwirklichen, wobei auch schlammförmige Ablagerun gen an der Wand und in den Unterbrechungen beseitigt werden können. Die Unterbrechungen lassen sich sehr leicht reinigen, so daß sie auch entsprechend schmal ausgeführt werden können, was wichtig ist, um den Luftstrom insgesamt wenig zu beeinflussen. Es wird der Anteil der Staubluft kontinuierlich vermindert, ohne daß hierbei die Strömungsgeschwindigkeit und Richtung nachteilig beeinflußt werden. Sofern eine Behandlung mit Wasser vorgesehen ist, insbesondere wenn warme Gase zu behandeln sind, kann außerdem eine Gasreinigung, zum Beispiel von Schwefelsäureanhydrid und anderen giftigen Verbrennungsgasen, vorgenommen werden, die mit Elektrofiltern und Tuchfiltern nicht ausgeschieden werden können, da mit diesen Filtern arbeitende Anlagen den Bau hoher Kamine erfordern, um die gefährlichen Gase in die Atmosphäre abzublasen.

Es ist zwar grundsätzlich bekannt, die äußere Leitung an den Unterbrechungen im Durchmesser laufend zu verringern (BE-PS 5 14 224), doch fehlt bei dieser Ausführungsform die innere Leitung, die dazu dient, den mittleren Teil des Wirbels auszuschalten. Auch ist es

bekannt, jeder Unterbrechung eine gesonderte dichte Kammer zuzuordnen (US-PS 17 35 298), wobei jedoch bei dieser bekannten Ausführungsform schneckenförmige Einbauten, trichterförmige Unterbrechungen, der gleichbleibende Durchmesser der aufeinanderfolgenden Leitungsabschnitte und das Fehlen der inneren Leitung Wirbeluiigen im Strom verursachen, die die Staubabscheidung ungünstig beeinflussen.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines trocken arbeitenden Wirbiers und

Fig.2 einen entsprechenden Längsschnitt eines mit feuchten Abschesdungen arbeitenden Wirbiers.

Der Wirbler besteht im wesentlichen aus zwei konzentrischen Leitungen 3, 4 verschiedenen Durchmessers, so daß ^wischen den Leitungen 3, 4 ein Ringraum 5 gebildet wird. Die äußere Leitung 4 ist in aufeinanderfolgenden Abschnitten 4, 4', V mit abnehmendem Durchmesser unterteilt, wobei zwischen zwei solchen Abschnitten ringförmige Unterbrechung 6, 6' vorhanden sind, über die das abzuscheidende Material 7, T abgegeben wird, das sich auf der inneren Oberfläche jedes Abschnittes 4, 4', 4" der äußeren Leitung bildet. Jeder ringförmigen Unterbrechung 6, 6' ist eine ringförmige Sammelkammer 8₅ 8' zugeordnet, die an den jeweiligen Leitungsabschnitten 4, 4' bzw. 4', 4" an Stellen 16 dicht geschlossen ist.

Jede Kammer weist an ihrem Boden wenigstens einen Ablaß 9 bzw. 9' auf, während im oberen Teil eine Rohrleitung 10 angeschlossen ist, die zum Entfernen des nicht abgesetzten Staubes dient. Die Rohrleitung 10' der Kammer 8' kann mit der Rohrleitung 10 der vorherigen Kammer zusammengeschlossen werden.

Es ergibt sieh für den Wirbler folgende Funktion: Die Luft oder die mit dem zu beseitigenden Staub gemischten Gase werden in einer schraubenförmigen Bewegung in den Ringraum 5 geleitet, der von den beiden konzentrischen Leitungen 3, 4 gebildet wird. Die innere Leitung 3 dient dazu, während der schraubenförmigen Bewegung der strömenden Masse den mittleren Teil des Wirbels zu beseitigen, der sich für die Abscheidung ungünstig auswirkt.

Auf der inneren Oberfläche der äußeren Leitung 4 bzw den Leitungsabschnitten 4', 4" bilden sich stationäre Wirbel, die die eintretenden Teilchen verdichten. Die Teilchen, die größer als ein Mikron sind, bleiben dort djrch die Zentrifugalwirkung liegen. Es bildet sich an der Wand eine anhaftende Schicht 11, die sich in Strömungsrichtung mit verminderter Geschwindigkeit bewegt, wobei der Staub an den Unterbrechungen entnommen wird. Die Gasgeschwindigkeit ist innerhalb gewisser Grenzen bedeutungslos Außerdem ist die Funklion des Gerätes verbessert, wenn die Staubkonzentralion höher ist.

Man kann den Abscheidevorgang dadurch beschleunigen, daß gegebenenfalls mit Hilfe von ionisierter Luft, Dampf oder anderen zerstäubten Flüssigkeiten die Teilchen schneller an die äußere Leitung gedrückt werden. Die dafür zu ver· > ■■■; nden Gebläse können außerdem den Vorteil haben, die Geschwindigkeit der zu reinigenden Gase in Axialrichtung in Nähe der inneren Leitung 3 zu vermindern, da diese im allgemeinen größer ist, als die äußere Geschwindigkeit. b5 Außerdem kann der Wirbler elektrostatisch beeinflußt werden, indem die innere Leitung 3 an Spannung gelegt wird, während die übrigen Teile geerdet sind.

Der Ausstoß des Staubes erfolgt an den ringförmigen Unterbrechungen 6, 6'. Die Größe dieser ringförmigen Unterbrechung entspricht fast der Dicke der Staubschicht 11, die in die äußere Kammer 8 gefördert wird, wobei daraus der Staub mit Hilfe eines Hilfsventilators abgesaugt wird.

In den Kammern 8,8' setzt sich an den Stellen 12,12' der grobe Staub ab, während der vom Hilfsventilator über die Rohre 10, 10' angesaugt*; Rest bis zur endgültigen Abscheidung wieder in den Kreislauf zurückgeführt oder mit herkömmlichen Systemen behandelt werden kann.

Bei der in Fig.2 beschriebenen Ausführungsform wird ein leichter Belag 13,13' von Wasser auf die innere Wand der äußeren Leitung 4, 4' aufgetragen, wobei ringförmige. Wasser enthaltende Kanäle 14, 14' angeordnet sind. Dadurch wird die Wand selbst sauber gehalten, insbesondere wenn das Gas kondensierbar ist Der geringe Wasserbelag 13, 13' wird automatisch an den Stellen 12, 12' zusammen mit dem Staub in den äußeren Kammern 8,8' gesammelt und über die Rohre 9,9'ausgestoßen.

Diese Ausführungsform des Wirbiers braucht keine Tropfenabscheider, indem es diese ersetzt, wobei der Energieverbrauch die gleiche Größenordnung erreicnt. wenn ein herkömmlicher Abscheider verwandt wird, demgegenüber eine Wartung aber nicht notwendig ist, da die sich ständig reinigenden Wände eine Krustenbildung verhindern.

Man kann die einzelnen Teilchen auch dadurch vergrößern, daß Dampf vor dem Gerät eingelassen wird, wobei dann der Staub als Kondensationskern wirkt, auf dem sich leicht abscheidbare Tropfen bilden.

Der Dampf kann auch durch die innere Leitung 3 über Öffnungen 15, 15' zugeführt werden. In diesem Fall erhält man eine doppelte Wirkung, d. h. die vorstehend beschriebene Dampfwirkung, zu der der Druck des sich in der Nähe des mittleren Rohres befindlichen Staubes kommt.

Der Wirbler kann auch aus mehreren unterschiedlich wirksamen Abschnitten bestehen. So kann als erster Abschnitt ein trocken arbeitendes Teil vorgesehen sein, während die weiteren Abschnitte unter Anwendung von Feuchtigkeit arbeiten. Die elektrostatische Wirkung kann auch im Inneren der Sammelkammern angewendet werden, wo die stark verminderte Geschwindigkeit und der Bewegungswechsel das Abscheiden selbst kle.ner Teilchen (Nebel) erleichtern.

Erfolgt das Abscheiden trocken, dann kann in den Sammelkammern 8, 8' ein mechanisches System verwendet werden, das den Staub vom Boden abkratzt und ihn zum Ausstoßrohr 9 fördert Dasselbe System kann zum fortlaufenden Reinigen der Unterbrechungen 6, 6' herangezogen werden, während eventuelle Krustenbildungen auf der inneren Wand des äußeren Rohres 4, 4', 4" die Leistung nicht in Frage stellen. Die Krustenbildung kann aber von Zeit zu Zeit durch Einführen einer torischen Bürste von oben bequem vermieden werden.

Bei warmen Gasen, wie beispielsweise bei Verbrennungsrauch, werden Dampf und Kondensat durch Befeuchten und Berieselungsabkühlung vor dem Gerät erzeugt. Der nachfolgende Wasserbelag im Gerät ei-reugt eine weitere Dampfkondensation mit nachfolgender Vergrößerung der sich über den Teilchen gebildeten Tropfen. Dieses System ist sehr wirksam und erzeugt gleichzeitig ein gutes Waschen der Gase un'er Beseitigung der giftigen Dämpfe. Dieses Gerät ist auch

zum Reinigen von Verbrennungsgasen zur Verwendung in Stahlwerken geeignet, wobei eine fehlerfreie Funktion gewährleistet ist und eine geringe Wartung erforderlich wird. Weiterhin ergeben sich geringe Anschaffungs- und Betriebskosten. Die vorherige Abkühlung der Gase, beispielsweise mit Hilfe von Wasser, ermöglicht die Verwendung von «.unststoffmaterialien, die überwiegend gegen aggressive Medien widerstandsfähig sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Wirbler zum Abscheiden von Staub, Tropfen und Nebel, der zwei konzentrische Leitungen aufweist, von denen die äußer Leitung eine oder mehrere Unterbrechungen aufweist, die Abschnitte bilden, wobei die Unterbrechungen von der äußeren Umgebung durch dichte Kammern getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Leitung mit den Abschnitten (4, 4', 4") Unterbrechungen (6, 6') aufweist, an denen der Durchmesser verringert ist, daß jeder Unterbrechung (6, 6') eine gesonderte dichte Kammer (8, 8') mit einem Hilfsventilator zugeordnet ist und daß der durch jede Unterbrechung (6, 6') gebildete Ringspalt etwa die gleiche Größe aufweist, wie die sich an der Wandung der äußeren Leitung absetzende Staubschicht (11).

2. Wirbler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Abschnitt (4, 4', 4") der äußeren Leitung auf seiner Außenwand mit einem ringförmigen Kanal (14, 14', 14") versehen ist, der Flüssigkeit enthält und nach außen abgedichtet, jedoch durch auf der mit der gemeinsamen Wand verteilten Öffnungen mit der inneren Oberfläche der Leitungsabschnitte (4, 4', 4") verbunden ist, um einen Belag als Agglomerationsfeuchtigkeit (13,13') zu bilden.

3. Wirbler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Leitung (3) mit Öffnungen (15) zum Einlaß von (auch vorher ionisierter) Luft, Dampf oder zerstäubten Flüssigkeiten versehen ist.

4. Wirbler nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß innen und außen elektrostatische oder gleichwertige Systeme angeordnet sind, insbesondere die innere Leitung (3) unter Spannung gesetzt ist, während die äußere Leitung (4) geerdet ist.

5. Wirbler nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der aus den im oberen Teil der Kammern (8, 8') angeordneten Rohren (10, 10') angesaugte flüssige Rückstand wieder zurückgeführt, zum Auslaß gebracht oder über herkömmliche Filter für feinsten oder natürlich bemessenen Staub bei bedeutend niedrigeren Leistungen als diejenige des erfindungsgemäßen Gerätes geleitet werden kann.

6. Wirbler nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Reinigen der ringförnigen Unterbrechungen (6, 6') eine torische Bürste vorgesehen ist.