DE3018519A1

DE3018519A1 - Zyklon, insbesondere fuer mehrstufige waermetauscher

Info

Publication number: DE3018519A1
Application number: DE19803018519
Authority: DE
Inventors: Antrag Auf Nichtnennung
Original assignee: Krupp Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1980-05-14
Filing date: 1980-05-14
Publication date: 1981-11-19
Also published as: ES272448U; DE3168718D1; JPS5916134Y2; EP0039767A3; EP0039767A2; ES272448Y; IN155716B; US4344783A; ZA812693B; EP0039767B1; JPS5710363A; JPS5895251U; BR8102980A; DK215481A; KR830005551A

Description

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h- Zyklon, insbesondere für mehrstufige Wärmetauscher

Die Erfindung betrifft einen Zyklon/ insbesondere für ; mehrstufige Wärmetauscher, mit einer außenliegenden Eintrittsspirale und einer von unten zugeführten, unmittelbar vor der Eintrittsspirale etwa rechtwinklig ^ .umgelenkten Gasleitung,

Mehrstufige Zyklonwärmetauscher werden beispielsweise ^'9 als Vorwärmer in. Zementbrennan'lagen verwendet* In dem

Bestreben, die Bauhöhe derartiger mehrstufigetfZyklon- : wärmetauscher zu verringern, versucht man, das Bau- :.:'- volumen der Zyklone weiter zu verkleinern. Hierbei

tauchen jedoch angesichts der hohen Staubbeladung der -- Gase in solchen Wärmetauschern erhebliche Abscheide- _; ^v Probleme auf. ,

: Um einen annehmbaren Abscheidegrad zu erreichen, sollte

sich die äußenliegende Eintrittsspirale über einen Um-•-° . fangswinkel von mindestens 180° erstrecken. Dies bedingt jedoch ein beträchtliches Bauvolumen und Eigengewicht des Zyklons. Hinzu kommt, daß beim Hintereinanderschalten mehrerer Zyklonstufen die Gasströmung vor : Eintritt in den Zyklon eine etwa rechtwinklige Um- 2^ /lenkung erfährt, was zu einer Separation des Staubes λ _: im Gas führt und im obersten Teil der Eintrittsspirale eine besonders hohe Staubanreicherung zur Folge hat.

Wird nun ein derartiger Zyklon sehr klein ausgeführt und wird wegen der hohen Betriebstemperaturen nur ' ein sehr kurzes oder überhaupt kein Tauchrohr eingebaut, so zeigen die praktischen Erfahrungen, daß sich

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in einem solchen Zyklon kaum noch ein die Abscheidung fördernder Wirbel ausbildet. Der Wirbel wird vielmehr schon nach etwa einer halben Umdrehung aufgelöst, und das Gas strömt durch die Austrittsöffnung zur nächsten Zyklonstufe. In den unteren zwei Drittel der Bauhöhe des Zyklons erfolgt keine nennenswerte Staubabscheidung· durch Wirbelbildung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung dieser Nachteile einen Zyklon der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei etwa gleichem Druckverlust und Abscheidegrad das Bauvolumen und das Eigengewicht wesentlich verringert werden.

1. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination folgender Merkmale gelöst:

a) Die Eintrittsspiraie ist in mehrere übereinander liegende Teilspiralen unterteilt;

b) die Teilspiralen besitzen eine unterschiedliche, von oben nach unten abnehmende Länge, wobei sich die oberste Teilspirale über einen Umfangswinkel von mindestens 180° und die unterste Teilspirale

21) über einen Umfangswinkel von mindestens 90° erstreckt;

c) alle Teilspiralen münden in dem Durchmesser des Zyklongehäuses aus, der dem Durchmesser der Gasaustrittsöffnung eines ohne Tauchrohr ausgeführten Zyklons entspricht.

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ORIGINAL INSPECTED

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1■:;"-■■ Die Erfindung macht damit von der Erkenntnis Gerbrauch, daß einerseits im oberen Bereich der Eintrittsspirale wegen der dort (durch die Umlenkung der Gasströmung in der Gaszuleitung) vorhandenen höheren Staubbeladung ein längerer Abscheideweg und eine höhere Zentrifugalkraft erforderlich sind, während andererseits eine Verringerung der Länge der Eintrittsspirale im unteren Bereich eine Verkleinerung des Durchmessers des Zyklongehäuses in diesem unteren Bereich und damit eine wesentliche Verringerung des Bauvolumens des Zyklons ermöglicht. So hängt insbesondere die erforderliche Höhe des Zyklontrichters vom Durchmesser des Zyklongehäuses am oberen Trich- ·'--," terrand ab; dieser Gehäusedurchmesser wird durch die

1'·' erfindungsgemäße Unterteilung der Eintrittsspirale und die. längenmäßige Abstufung der Teilspiralen wesentlich verkleinert.

Erfindungsgemäß wird die Eintrittsspirale zweckmäßig in mindestens drei Teilspiralen von vorzugsweise gleicher Höhe unterteilt. Die Erfahrung hat dabei gezeigt, daß die Größe von Staubablagerungen auf den sichelförmigen Böden der Teilspiralen von der Größe der Fläche dieser sichelförmigen Böden abhängen. Wird die Eintrittsspirale in mehrere Teilspiralen unterteilt, so ergeben sich verhältnismäßig kleine Bodenflächen der einzelnen Teilspiralen, so daß keine Störungen durch Staubablagerungen auftreten können.

Zweckmäßig erstreckt sich die oberste Teilspirale über einen Umfangswinkel zwischen 180° und 360° und die unterste Teilspirale über einen Umfangswinkel

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zwischen 90 und 180°, vorzugsweise zwischen 135 und 180°. Die dazwischen liegenden Teilspiralen werden in ihrer Länge entsprechend abgestuft.

Wird der erfindungsgemäße Zyklon ohne Tauchrohr ausgeführt (wie dies besonders in den heißesten Stufen . eines mehrstufigen Wärmetauschers zweckmäßig ist), so münden alle Teilspiralen in dem Durchmesser des Zyklongehäuses aus, der dem Durchmesser·der Gasaustrittsöffnung dieses Zyklons entspricht. Bei einem mit Tauchrohr ausgebildeten Zyklon münden andererseits alle Teilspiralen in den Durchmesser des Zyklongehäuses aus, der de/a Durchmesser der Gasaustrittsöffnung eines äquivalenten, ohne Tauchrohr ausgefuhren Zyklons entspricht.

Zwei Ausführung.sbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigen -

Fig.1 einen Horizontalschnitt (längs.der Linie

I-I der Fig.2) durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Zyklons;

Fig.2 einen Vertikalschnitt längs der Linie II-II der Fig.1;

Fig.3 einen Vertikalschnitt längs der Linie III-III der Fig.1; · - _

Fig.4 einen Schnitt (entsprechend Fig.2) durch ein

weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zyklons.

Der in den Fig\1 bis 3 dargestellte Zyklon 1 enthält - anschließend an eine nicht dargestellte, von unten zugeführte und etwa rechtwinklig umgelenkte Gaszuleitung— eine Eintrittsspirale 2, die in drei übereinanderliegende Teilspiralen 3, 4 und 5 unterteilt ist.

Diese drei Teilspiralen 3, 4 und 5 besitzen eine unterschiedliche/ von oben nach unten abnehmende Länge. Die Zoberste Tailspirale 3 erstreckt υich über einen Um-

fangswlnkel von etwa 270°, die mittlere Teilspirale 4 10■""■ über einen Umfangswinkel von etwa 180° und die unterste Teilspirale 5 über einen Umfangswinkel von etwa 135°.

Alle;Teilspiralen 3, 4 und 5 münden in dem Durchmesser D des Zyklongehäuses aus, der*dem Durchmesser der Gasaus-

15: trittsöffnung 6 dieses ohne Tauchrohr ausgeführten -"--"-"- .Zyklons entspricht.

An die unterste Teilspirale 4 schließt sich über ein verhältnismäßig kurzes zylindrisches Verbindungsstück ein Gutaustragstrichter 8 an.

Das in Fig.4 dargestellte Ausführungsbeispiel unter-"--■":-" scheidet sich von dem in den Fig.1 bis 3 dargestellten Zyklon lediglich durch das Vorhandensein eines Tauchrohres 9. Der Durchmesser d dieses Tauchrohres ist etwas kleiner als der Durchmesser D des Zyklongehäuses,in dem die Teilspiralen 3, 4 und 5 der Eintrittsspirale ausmünden.

In der obigen Beschreibung wurde zur Vereinfachung der Erläuterung von einer vertikalen Ausrichtung der Zyklonachse ausgegangen. Es ist selbstverständlich im Rahmen

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der Erfindung möglich, den Zyklon auch mit einer beliebigen Achsneigung anzuordnen. Die in der Beschreibung der Eintrittsspirale verwendeten Ausdrücke ("oberste" bzw. "unterste" Teilspirale) sind dann sinngemäß anzupassen.

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5.

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Claims

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.1 ..-■"" Patentansprüche:

1, Zyklon, insbesondere für mehrstufige Wärmetauscher, mit einer außenliegenden Eintrittsspirale und einer . 5_v/--. .-"' von unten zugeführten, unmittelbar vor der Eintritts- -.*"■ spirale etwa rechtwinklig umgelenkten Gasleitung, g e ken η ze i c h η e t durch die Kombination folgender Merkmale:

K' a) Die Eintrittsspirale (2) ist in mehrere übereinanderliegende Teilspiralen (3, 4, 5) unterteilt;

b) die Teilspiralen (3, 4, 5) besitzen eine unterschiedliehe, von oben nach unten abnehmende Länge, " wobei sich die oberste Teilspirale (3) über einen

Umfangswinkel von mindestens 180° und die unterste Teilspirale (5) über einen Umfangswinkel von mindestens SO⁰ erstreckt;

' ' c) alle Teilspiralen (3, 4, 5) münden in dem Durchmesser (D) des Zyklongehäuses aus, der dem Durch-

. ; messer der Gasaustrittsöffnung (6) eines ohne Tauchrohr ausgeführten Zyklons entspricht.

25 2i Zyklon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die Eintrittsspirale (2) in mindestens zwei, vorzugs- ;· weise drei Teilspiralen (3, 4, 5) von vorzugsweise : :,' gleicher Höhe unterteilt ist,

30 3. Zyklon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

sich die oberste Teilspirale (3) über einen ümfangs-■;/.-■ winkel zwischen 180° und 360° erstreckt.

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4. Zyklon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die unterste Teilspirale (5) über einen Umfangswinkel zwischen 90 und 180°, vorzugsweise zwischen 135 und 180°, erstreckt.

5. Zyklon nach Anspruch 1, enthaltend ein Tauchrohr, dadurch gekennzeichnet, daß alle Teilspiralen (3, 4, 5) in dem Durchmesser (D) des Zyklongehäuses ausmünden, der dem Durchmesser der Gasaustritts-Öffnung eines äquivalenten, ohne Tauchrohr (9) ausgeführten Zyklons entspricht.

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