DE3300859A1

DE3300859A1 - Vorrichtung zur umlenkung und verteilung eines gasstromes

Info

Publication number: DE3300859A1
Application number: DE19833300859
Authority: DE
Inventors: Karl Ing.(grad.) 6457 Maintal Haselmayer
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1983-01-13
Filing date: 1983-01-13
Publication date: 1984-07-19
Also published as: JPH0428426B2; DE3300859C2; JPS59136147A; US4544383A; CA1200209A

Description

Vorrichtung zur Umlenkung und Verteilung eines Gasstromes

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Umlenkung und gleichmäßigen Verteilung eines senkrecht von oben ankommenden Gasstromes auf den Eintrittsquerschnitt eines horizontal durchströmten elekstrostatischen Staubabscheiders unter gleichzeitiger Vorabscheidung von Staub, im wesentlichen bestehend aus einem sich konisch erweiternden Eintrittsstutzen, je einer sich über den Eintrittsquerschnitt des Staubabscheiders erstreckenden Einrichtung zur Umlenkung und Verteilung des Gasstromes, einer Gehäusewand, die zwischen sich und der Umlenkeinrichtung einen von oben nach unten keilförmig verjüngten Eintrittskanal umschließt sowie einem unter der Vorrichtung angeordneten Staubsammelbunker.

Derartige Vorrichtungen werden benötigt, wenn die Führung des Gasstromes durch die Anordnung stromauf vor dem Staubabscheider liegende Aggregate und durch Platzmangel zwingend vorgegeben ist oder im Hinblick auf niedrige Anlagekosten und geringen Druckverlust vorteilhaft erscheint. Die Vorrichtungen dienen dann im allgemeinen als mechanische Vorabscheider (vergl. DE-GM 18 64 332, DE-PS 10 05 044), insbesondere bei Staubgehalten über 100 g/m . Solch hohe Staubgehalte treten auf, wenn der

Staub selbst das Produkt eines Verfahrens i*st, wie bei der Zementherstellung und der Tonerdekalzinierung, und nicht lediglich ein unerwünschter Nebeneffekt, wie bei Kraftwerkskesseln oder Stahlkonvertern.

Bei hohen Staubgehalten und einer Gaszuführung von oben, bereiten die Umlenkung des Gasstromes um 90 und dessen gleichmäßige Verteilung auf den Eintrittsquerschnitt eines horizontal durchströmten Staubabscheiders besonders große Schwierigkeiten. Zentrifugalkräfte und Erdbeschleunigung wirken gleichgerichtet auf die Staubpartikel im Sinne einer starken Entmischung und Ansammlung des Staubes in dem Teil des Gasstromes, der durch den unteren Bereich des Staubabscheideres strömt. Die auch in anderen Anwendungsfällen und auch aus anderen Gründen auftretende stark unsymmetrische Staubverteilung über den Strömungsquerschnitt des Staubabscheiders wirkt sich insbesondere bei hohen Staubgehalten sehr nachteilig auf die Abscheideleistung aus, weil es nicht möglich ist, die Betriebsweise des Staubabscheiders auch nur annähernd zu optimieren. Die wesentlich höhere Staubansammlung im unteren Bereich der Niederschlagselektroden bestimmt nicht nur die Frequenz für die Abreinigung durch Klopfschläge, sondern auch die jeweils mögliche Höhe der Betriebsspannung. Der obere Bereich der Niederschlagselektroden wird dagegen mit Staub sehr viel weniger beaufschlagt und erfordert daher eine andere Klopfhäufigkeit und Betriebsspannung. Die insoweit notwendigen Kompromisse sind umso unbefriedigender, je weiter die Staubabscheidung auf den Niederschlagselektroden über deren Höhe differiert.

Insbesondere kann eine Minimierung der durch die Klopfschläge wieder aufgewirbelten Staubmengen nicht erreicht werden, weil hierzu eine optimale Klopffrequenz gehört, die aber nur bei einigermaßen gleichmäßiger Staubabscheidung über die gesamte Fläche der Niederschlagselektroden

bestimmt werden kann. Eine auf die gemittelte staubabscheidung abgestimmte Klopffrequenz ist bei einer über die Höhe der Niederschlagselektroden stark unterschiedlichen Staubabscheidung für den oberen Bereich zu hoch und für den unteren Bereich zu niedrig.

Außerdem treten bei Vorrichtungen der eingangs genannten Art erhebliche Probleme durch unkontrollierte Staubablagerungen auf (vergl. DE-PS 10 05 044), die sich nachteilig auf die Führung des Gasstromes auswirken können und Maßnahmen zur Abfuhr der Staubmengen erfordern. Auch diese Probleme sind verständlicherweise umso größer, je höher der Staubgehalt im Gasstrom ist.

Es besteht somit die Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß die zuvor beschriebenen Nachteile nicht auftreten können. Es soll eine einwandfreie, verlustarme umlenkung des Gasstromes, eine hinsichtlich Strömungsgeschwindigkeit und Staubgehalt möglichst gleichmäßige Verteilung des Gasstromes über den gesamten Querschnitt des Staubabscheiders und eine einwandfreie Sammlung und Abführung der bei der Vorabscheidung anfallenden Staubmengen erreicht werden.

Zur Losung dieser Aufgabe wird bei einer gattungsmäßigen Vorrichtung vorgeschlagen, daß der sich keilförmig verjüngende Eintrittskanal durch eine Zwischenwand derart unterteilt ist, daß ein Teil des Gasstromes zwangsläufig dem oberen Teil des Eintrittsquerschnitts zugeführt wird. Die Zwischenwand umschließt zweckmäßigerweise einen sich von oben nach unten keilförmig verjungenden oberen Eintrittskanal, der quer zur keilförmigen Verjüngung nach unten zu vorzugsweise konisch verengt ist. In weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß der obere Eintrittskanal unten in ein Staubausfallrohr mündet, das sich

bis in den Staubsammelbunker erstreckt. Als Umlenkeinrichtung werden vorzugsweise an sich bekannte Klappenbleche oder Jalousiebleche verwendet. Zur gleichmäßigen Verteilung des Gasstromes haben sich Lochbleche oder Klappenlochbleche bewährt.

Für eine nachträgliche Xnderung der Aufteilung des Gasstromes ist es ferner vorteilhaft, wenn die Eintrittskante der zwischenwand quer zur Gasströmungsrichtung zumindest über eine Teillänge schwenkbar ausgebildet ist oder an der feststehenden Eintrittskante der Zwischenwand eine quer zur Gasströmungsrichtung schwenkbare Klappe angeordnet ist.

Durch die Aufteilung des Gasstromes im Eintrittskanal und die zwangsweise Zuführung des einen Teilgasstromes in den oberen Teil des Eintrittsquerschnitts, werden die eingangs geschilderten Probleme weitgehend vermieden. Infolge der horizontalen Unterteilung bilden sich im Staubabscheider zwei Teilgasströme aus, die hinsichtlich Strömungsgeschwindigkeit und Staubbeladung das gleiche Profil aufweisen, wenn die zwischenwand im Eintrittskanal richtig angeordnet ist. So kann beispielsweise eine Aufteilung des ankommenden Gasstromes in zwei gleichgroße Teile vorgenommen werden. Die Zwischenwand kann aber auch derartig angeordnet werden, daß die Teilströme unterschiedlich groß

sind. Ferner ist es im Rahmen des Erfindungsgedankens möglich, mehr als eine Zwischenwand vorzusehen und demnach eine Mehrfachunterteilung des Gasstromes zu bewirken. Eine weitere Variationsmöglichkeit besteht darin, daß die den einzelnen Gasströmen zugeordneten Anteile des Eintrittsquerschnitts abweichend von der Größe der Teilgasströme festgelegt werden, so daß die Teilgasströme beim Eintritt in den Staubabscheider mehr oder weniger stark abweichende

Geschwindigkeiten aufweisen, was für eine optimale Betriebsweise im Hinblick auf eine gleichmäßige Staubbelastung der Niederschlagselektrodenflächen über die gesamte Höhe vorteilhaft sein kann.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Figur 1 zeigt eine vereinfachte perspektivische Ansicht der Eintrittsseite eines Staubabscheiders.

Figur 2 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in zwei zueinander senkrechten Schnitten.

In Figur 1 ist mit 11 das Gehäuse eines horizontal durchströmten Staubabscheiders bezeichnet, an das sich unten ein Staubsammelbunker 12 anschließt, in Strömungsrichtung vor dem Staubabscheider ist eine Vorrichtung zur Umlenkung und gleichmäßigen Verteilung des ankommenden Gasstromes vorgesehen. Dieser kommt über den Kanal 9 und den Diffusor 10 an und wird in den sich nach unten keilförmig verjüngenden Eintrittskanal 1 geleitet. Die stromabwärts liegende Begrenzung des Eintrittskanals 1 bildet eine Umlenkvorrichtung 7, die als Klappenblech ausgebildet sein kann. Im Abstand zur Umlenkeinrichtung 7 ist eine Einrichtung zur gleichmäßigen Verteilung des Gasstromes vorgesehen, die als Lochblech 8 ausgebildet ist. Das Klappenblech 7 bzw. das Lochblech 8, erstrecken sich über den gesamten Eintrittsquerschnitt 3 des Staubabscheiders. Unter dem Eintrittskanal 1 ist ein weiterer Staubsammelbunker 6 vorgesehen. Durch eine Zwischenwand 2 ist der Eintrittskanal 1 derartig unterteilt, daß ein oberer Eintrittskanal 4 gebildet wird, der sich von oben nach unten ebenfalls keilförmig verjüngt und außerdem quer dazu konisch

.verengt ist. Der obere Eintrittskanal 4 mündet unten in ein Staubausfallrohr 5, das sich bis in den Staubsammelbunker 6 hinein erstreckt.

In Figur 2 ist rechts eine Ansicht auf die Umlenkeinrichtung 7 und die Zwischenwand 2 dargestellt, wobei deutlich wird, daß der Eintrittsquerschnitt 3 etwa im Verhältnis 1 : 4 unterteilt ist. Aus dem linken Teil der Darstellung ist ersichtlich, wie der Eintrittskanal 1 durch die Zwischenwand 2 unterteilt ist und so einen oberen Eintrittskanal 4 bildet. Dabei ist die Zwischenwand 2 im dargestellten Ausführungsbeispiel so angeordnet, daß der ankommende Gasstrom in etwa zwei gleich große Teilströme unterteilt wird. Damit soll nicht gesagt sein, daß die dargestellte Aufteilung des Gasstromes und des Eintrittsquerschnitts zu einer optimalen Abscheideleistung führt, es soll vielmehr deutlich gemacht werden, daß insoweit eine Variationsmöglichkeit besteht, wobei die günstigsten Verhältnisse im Einzelfall durch Berechnungen und/oder Versuche festgelegt werden müssen. Vielfach sind nämlich auch Asymmetrien des ankommenden Gasstromes zu berücksichtigen, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgeglichen werden können. Im übrigen haben die ziffern in Figur 2 die gleiche Bedeutung wie in Figur 1.

Für den Fall, daß man die günstigste Aufteilung des Gasstromes nicht berechnen oder nur mit unvertretbar hohem Aufwand durch Versuche ermitteln kann, ist es vorteilhaft, wenn die Eintritsskante 13 der Zwischenwand 2 quer zur Strömungsrichtung des Gases geschwenkt werden kann, wie in Figur 2 durch gestrichelte Linien angedeutet. Alternativ kann an der feststehenden Eintrittskante auch eine schwenkbare Klappe 14 angeordnet werden. Beide Maßnahmen sind auch dann von Vorteil, wenn eine nachträgliche Änderung der Aufteilung des Gasstromes erforderlich werden sollte.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zur Umlenkung und gleichmäßigen Verteilung eines senkrecht von oben ankommenden Gasstromes auf den Eintrittsquerschnitt eines horizontal durchströmten elektrostatischen Staubabscheiders unter gleichzeitiger Vorabscheidung von Staub, im wesentlichen bestehend aus einem sich konisch erweiternden Eintrittsstutzen/ je einer sich über den Eintrittsquerschnitt des Staubabscheiders erstreckenden Einrichtung zur Umlenkung und Verteilung des Gasstromes, einer Gehäusewand, die zwischen sich und der Umlenkeinrichtung einen von oben nach unten keilförmig verjüngten Eintrittskanal umschließt sowie einem unter der Vorrichtung angeordneten Staubsammelbunker, dadurch gekennzeichnet, daß der sich keilförmig verjüngende Eintrittskanal (1) durch eine Zwischenwand (2) derart unterteilt ist, daß ein Teil des Gasstromes zwangsläufig dem oberen Teil des Eintrittsquefschnitts (3) zugeführt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischenwand (2) einen sich von oben nach unten keilförmig verjüngenden oberen Eintrittskanal (4) umschließt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Eintrittskanal (4) quer zur keilförmigen Verjüngung nach unten zu konisch verengt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Eintrittsakanal (4) unten in ein Staubausfallrohr (5) mündet, das sich bis in den Staubsammelbunker (6) erstreckt.

5. Vorrichtung nach einem,der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als ümlenkeinrichtung (7) Klappenbleche oder Jalousiebleche verwendet werden.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5_f dadurch gekennzeichnet, daß zur gleichmäßigen Verteilung des Gasstromes Lochbleche (8) oder Klappenlochbleche verwendet werden.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittskante (13) der Zwischenwand (2) quer zur Gasströmungsrichtung zumindest über eine Teillänge schwenkbar ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der feststehenden Eintrittskante (13) der Zwischenwand (2) eine quer zur Gasströmungsrichtung schwenkbare Klappe (14) angeordnet ist.