DE3626983A1 - Verfahren zum vergleichmaessigen und vorzugsweise teilen eines ungleichmaessig mit feststoff beladenen stroemenden traegerfluids und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vergleichmäßigen und vorzugsweise Teilen eines ungleichmäßig mit Feststoff beladenen strömenden Trägerfluids und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Der in einem Trägerfluid, beispielsweise Luft, geförderte Feststoff, beispielsweise Kohlenstaub, liegt oftmals auf­ grund langer Leitungen und Krümmern nicht gleichmäßig ver­ teilt über den Strömungsquerschnitt vor, sondern in Form von Strähnen, die örtlich und zeitlich schwanken können. Nachgeschaltete Vorrichtungen, wie z.B. Brenner, verlangen aber oft eine gleichmäßige Verteilung über den Strömungs­ querschnitt, um vorteilhaft wirken zu können.

Weiterhin muß in Kohlekraftwerken oftmals der aus der Kohle­ mühle austretende und mit Kohlenstaub beladene Luftstrom auf mehrere Brenner gleichmäßig aufgeteilt werden. Dabei ist es wichtig, daß jeder Brenner gleichermaßen mit Trägerluft und Kohlenstaub versorgt wird, da sich sonst unvorteilhafte Verbrennungszustände nach den Brennern einstellen können.

Vorteilhaft für die Verbrennung ist auch das Vorhandensein gleicher Kornspektren in den einzelnen Brennerleitungen, so daß nicht ein Brenner hauptsächlich grobe und ein anderer Brenner hauptsächlich feine Körner erhält.

Eine Vorrichtung zum gleichmäßigen Verteilen von ungleich­ mäßig in einem Trägerstrom verteilten Feststoff, die in einen Strömungskanal eingesetzt wird, ist aus der DE 31 20 036 C2 bekannt. Hierin wird die Vergleichmäßigung des Feststoff-Fluid-Gemisches dadurch erreicht, daß der Strömungskanal mittels Einbauten in mehrere Teilkanäle unterteilt wird und die sich derart bildenden Teilströme wieder zusammengeführt werden. Die Einbauten bestehen aus im Abstand voneinander angeordneten gleichschenkligen Drei­ ecksflächen, die in Strömungsrichtung spitzwinklig sind, und an deren Schenkeln wechselweise rechteckige Seiten­ flächen angebracht sind. In der Praxis bestehen diese Ein­ bauten üblicherweise aus dünnen Metallblechen, um den Strö­ mungsquerschnitt nicht mehr als notwendig zu versperren.

Weiterhin ist bekannt, daß diese Vorrichtung zum Vergleich­ mäßigen auch dazu verwendet werden kann, die Teilströme wechselweise in eine rechte oder linke Rohrleitung münden zu lassen, wodurch eine Unterteilung des Gas-Feststoff­ gemisches auf zwei Ausgänge erreicht wird. Eine solche schichtweise Teilstromverzweigung ist in dem Aufsatz "Probleme der Staub- und Luftverteilung in Kohlenstaubbren­ nern" in Mitteilungen der VGB, Heft 62, Oktober 1959, be­ schrieben worden. Bei Hintereinanderschaltung mehrerer die­ ser Vorrichtungen ist eine weitere Unterteilung in jeweils zwei Teilströme je Vorrichtung möglich.

Die erwähnte Vorrichtung hat den Nachteil, daß der Strö­ mungsquerschnitt wegen der Versperrung nicht beliebig fein mit Trennblechen unterteilt werden kann. Die benötigten dün­ nen Trennbleche der Einbauten unterliegen starkem Erosions- Verschleiß, weshalb oft ein austauschbares Cassetten-System für die Einbauten verwendet wird. Ungünstig gelagerte Ein­ gangssträhnen wirken sich zudem negativ auf das Verteil­ ergebnis aus, denn, befindet sich eine Strähne hauptsächlich in der Nähe eines Teilkanals, so wird dieser Teilkanal den überwiegenden Staubanteil erhalten und bevorzugt in einen einzigen Ausgang leiten, während andere Teilkanäle zu wenig Staub erhalten.

Weiterhin ist bei dieser Vorrichtung von Nachteil, daß jede einzelne Vorrichtung nur eine Teilung in zwei Teilströme vor­ nimmt. Für weitere Unterteilungen müssen mehrere Vorrich­ tungen hintereinander angeordnet werden.

Weiterhin ist mit der DS DE 32 26 486 A1 eine Vorrichtung zur Verteilung von staubbeladenem Gas bekannt geworden, die mit­ tels eines Rotors den Staub über die Abströmkante des Rotors auf mehrere Ausgangsquerschnitte ausschleudernd verteilen soll.

Diese Vorrichtung weist den Nachteil auf, daß der Staub wegen geringer Reibkräfte zwischen Rotor und Staub nur in geringen Mengen in Rotation versetzt, daher nahezu unbeeinflußt durch den Rotor strömt und folglich auch nicht vom Rotor ausge­ schleudert werden kann.

Weiterhin sind Vorrichtungen bekannt, die durch den Einbau von Turbulenzerzeugern oder Prallscheiben in den Strömungs­ kanal eine Vergleichmäßigung der Staubbeladung über den Strömungsquerschnitt erreichen. Solche Einbauten haben den Nachteil hohen Druckverlustes, der durch höhere Gebläselei­ stung ausgeglichen werden muß. Bei der Verwendung dünnwandi­ ger Einbauten unterliegen diese starkem Erosionsverschleiß durch den Feststoff.

Es sind darüberhinaus Verfahren bekannt, bei denen der Kohlenstaub nach Verlassen der Kohlemühle von der Trägerluft getrennt und in Silos zwischengelagert wird. Aus den Silos kann der Staub entnommen und zu den einzelnen Brennern gefördert werden, wo er der Brennerluft zudosiert wird. Solche Anlagen weisen den Nachteil des hohen apparativen Aufwandes auf.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfah­ ren und eine nach diesem Verfahren wirkende Vorrichtung zum Vergleichmäßigen und vorzugsweise Teilen eines ungleich­ mäßig mit Feststoff beladenen strömenden Trägerfluids zu schaffen, die

• 1. den Feststoff und das Fluid gleichmäßig auf den Austritts­ querschnitt der Vorrichtung verteilt,
• 2. das Feststoff-Fluid-Gemisch derart in Teilströme teilt, daß jeder Teilstrom die gleiche Menge an Feststoff und Fluid aufweist,
• 3. eine möglichst hohe Gleichheit der Kornspektren in den einzelnen Teilströmen erreicht,
• 4. unabhängig von wechselnd eintretenden Feststoffsträhnen ist,
• 5. geringen Druckverlust aufweist,
• 6. geringen Erosionsverschleiß zur Folge hat,
• 7. eine Aufteilung auf eine beliebige Anzahl von Teil­ strömen ermöglicht und
• 8. einen geringen apparativen Aufwand zur Folge hat.

Die Aufgabe der Vergleichmäßigung wird erfindungsgemäß da­ durch gelöst, daß der Feststoff in einer zu einer Bauein­ heit zusammengefaßten Vorrichtung von dem Fluid getrennt, der in Form örtlich und zeitlich wechselnder Strähnen in die Vorrichtung eintretende Feststoff beruhigt und gesam­ melt und anschließend dem Fluid wieder gleichmäßig zuge­ mischt wird.

Die Vorrichtung kann entweder wie beschrieben zum Ver­ gleichmäßigen des Feststoff-Fluid-Gemisches verwendet wer­ den, oder es kann eine Teileinrichtung zum Aufteilen des vergleichmäßigten Gemisches in Gemisch-Teilströme nachge­ schaltet werden.

Als Trenneinrichtung des Feststoffes vom Fluid kommen grund­ sätzlich alle bekannten Verfahren in Frage, vorzugsweise je­ doch Tangential- oder Axialzyklone. Möglichkeiten zum Fest­ stoffberuhigen und -sammeln sind beispielsweise durch Auf­ stauen an einem Wehr oder durch Speichern und Entleeren eines Puffers gegeben.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Feststoff mit­ tels eines bekannten schraubenförmigen Tangentialzyklons vom Fluid getrennt. Die schraubenförmige Strömungsführung verhin­ dert Feststoffablagerungen bei vertikaler Anordnung des Zyklons und aufwärts gerichteter Strömung, die nachfolgend vorausgesetzt werden soll.

Der an die äußere Wand des Zyklons ausgeschleuderte Feststoff strömt in Strähnen schraubenförmig in eine dem Zyklon nachge­ schaltete Staubkammer. Diese Staubkammer ist vorzugsweise ein koaxial zum Zyklon angeordneter und sich in Strömungs­ richtung erweiternder Kegelstumpf, der an seinem Austritts­ querschnitt beispielsweise durch eine Stauplatte abgedeckt ist, die als ringförmiger Deckel ausgebildet ist. Die an der Wand der Staubkammer schraubenförmig aufwärts strömenden Feststoffsträhnen werden an der Stauplatte in eine Kreis­ bahn abgelenkt, verteilen sich dabei gleichmäßig auf den Umfang dieser Kreisbahn und bilden somit einen rotieren­ den Feststoffring. Dieser Feststoffring stellt einen Kurz­ zeitspeicher dar, der durch die eintretenden Strähnen kon­ tinuierlich gefüllt und durch rotierendes und radial nach innen gerichtetes Abströmen des Feststoffs entlang der Stauplatte wieder kontinuierlich entleert wird. Hierdurch wird der Feststoff beruhigt und gesammelt.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Stauplatte durch einen torusförmigen Pufferspeicher ersetzt, der einen etwa halbkreisförmigen Querschnitt aufweist. Der Pufferspeicher schließt sich absatzfrei dem Kegelstumpf an, so daß die Feststoffsträhnen ebenfalls in eine Kreisbahn innerhalb des Torus abgelenkt werden und der Feststoff gleichmäßig auf den Umfang der Kreisbahn verteilt wird. Durch die Wahl des Torusquerschnitts kann die Speicherkapa­ zität des Pufferspeichers beeinflußt werden. Der Feststoff verläßt den Pufferspeicher durch Überlaufen über eine kreis­ förmige Abströmkante in Richtung Mittelpunkt des Torusses.

Konzentrisch zum Zyklon, der Staubkammer und der Stauplatte bzw. dem Pufferspeicher ist ein Kernrohr angeordnet, das dazu dient, eine Rückströmung des innen im Zyklon und der Staubkammer schraubenförmig strömenden Fluids in Richtung Zyklon zu verhindern und das Fluid zu führen. Eine solche Rückströmung kann ohne die Verwendung eines Kernrohres auf­ grund des bei Wirbelströmungen auftretenden zentralen Nie­ derdruckgebietes auftreten.

Der bezüglich des Umfanges der Abströmkante des Puffer­ speichers oder der Stauplatte vergleichmäßigte Feststoff mischt sich nach dem Überströmen der Abströmkante wieder gleichmäßig mit dem Fluid.

Der innere Durchmesser der ringförmigen Stauplatte oder des Torus-Pufferspeichers ist so groß gewählt, daß in Ver­ bindung mit dem Kernrohr ein ringförmiger Ausströmquer­ schnitt für das vergleichmäßigte Feststoff-Fluid-Gemisch gebildet wird.

Eine Teileinrichtung zum Teilen des aus der Vorrichtung austretenden Gemisches in Gemisch-Teilströme kann aus einer der Anzahl der Gemisch-Teilströme entsprechenden An­ zahl von Trennwänden bestehen, die radial und vorzugsweise in Strömungsrichtung geneigt, in den sich dem Ausström­ querschnitt anschließenden Ringraum eingesetzt sind. In den Freiraum zwischen Staubkammer und Kernrohr kann ein konusförmiger Ringkörper als Trennkörper für die Feststoff- und Fluidströmung angebracht werden, der ein Wiederaufwir­ beln des bereits abgeschiedenen Feststoffes durch das Fluid verhindert.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wirkende und oben beschriebene Vorrichtung hat gegenüber bekannten Vorrichtun­ gen den Vorteil, daß die Vergleichmäßigung des Feststoff- Fluid-Gemisches nahezu unabhängig von Eintrittsschwankungen und Strähnen des Feststoffes ist.

Da das angegebene Ausführungsbeispiel, von dem nicht zwingend notwendigen Trennkörper abgesehen, keine weiteren Einbauten aufweist, ist der Druckverlust gegenüber bekannten Ausfüh­ rungen gering. Das Fehlen von Einbauten wirkt sich eben­ falls günstig auf den Verschleiß aus, da alle Bauteile dick­ wandig ausgeführt werden können.

Weiterhin ist als vorteilhaft zu nennen, daß der Austritts­ querschnitt zur Ausbildung der Gemisch-Teilströme in eine beliebige Anzahl von Teilquerschnitten unterteilt werden kann und damit ein stufenweises Zweiteilen und Hintereinan­ derschalten mehrerer Vorrichtungen entfällt.

Aufgrund der rotationssymmetrischen Bauweise liegt ein wei­ terer Vorteil darin, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung druck- sowie explosionsfest hergestellt werden kann, was besonders bei brennbaren oder explosiven Feststoffen von Nutzen sein kann.

Da der Feststoff dem Fluid rotierend wieder zugemischt wird, ist eine annähernd gleiche Kornverteilung in den einzelnen Gemisch-Teilströmen gewährleistet. Der nicht ausgeschleuder­ te Feinstaub wird gemeinsam mit dem Fluid geteilt.

Das eingangs beschriebene Verfahren, in dem nacheinander die Verfahrensschritte "Trennen von Feststoff und Fluid", "Beruhigen und Sammeln des Feststoffes", "Mischen von Fest­ stoff und Fluid" und anschließendem "Teilen des vergleich­ mäßigten Gemisches" durchlaufen werden, kann insofern abge­ ändert werden, daß die Verfahrensschritte "Mischen" und "Teilen" vertauscht werden, d.h. daß der Feststoff und das Fluid jeweils erst in eine Anzahl von Feststoff- bzw. Fluid- Teilströmen geteilt und die Teilströme anschließend wieder paarweise unter Ausbildung von Gemisch-Teilströmen gemischt werden. Dabei ist es möglich, den Feststoffstrom nach dem Beruhigen und Sammeln oder während des Beruhigens und Sam­ melns zu teilen.

Eine nach dem vertauschten Verfahrensablauf wirkende Vorrich­ tung, bei der der Feststoff gleichzeitig beruhigt, gesammelt und geteilt wird, kann beispielsweise derart aufgebaut sein, daß der aus dem Tangential- oder Axialzyklon austretende Feststoff in einen sich in Strömungsrichtung erweiternden Pyramidenstumpf schraubenförmig rotierend eintritt und sich an den Innenkanten des Pyramidenstumpfes unter Bildung von Zwickeln ansammelt. Die Anzahl der Kanten des Pyramiden­ stumpfes entspricht der Anzahl der Gemisch-Teilströme. Die Innenkanten des Pyramidenstumpfes stellen für den Feststoff einen Kurzzeitspeicher dar, in dem der rotierende Feststoff durch Richtungsumkehr beruhigt, gleichzeitig gesammelt und geteilt wird. Das Entleeren des Speichers erfolgt durch Abrutschen auf den aufgrund der Form des Pyramidenstumpfes schräg angeordneten Innenkanten und/oder durch Mitschleppen durch das Fluid. Die Vorgänge des Speicherns und Entlee­ rens laufen kontinuierlich ab.

Das innerhalb des Feststoffes strömende Fluid wird mittels eines Führungsrohres vom Feststoff getrennt geführt und kann in dem zwischen Führungsrohr und zentralem Kernrohr ge­ bildeten Ringraum mit Hilfe von radialen Trennwänden in Fluid-Teilströme geteilt werden, die vorzugsweise in gleicher Anzahl wie die der Pyramidenstumpfkanten vorhanden sind. Die Trennwände sind so angeordnet, daß die hierdurch gebildeten Fluid-Teilströme den Feststoff-Teilströmen jeweils zugeord­ net sind.

Die Mischung der Feststoff- und Fluid-Teilströme zu Gemisch- Teilströmen erfolgt durch paarweise gemeinsames Einströmen in die Abströmleitungen, die sich dem Pyramidenstumpf und dem unterteilten Ringraum anschließen.

Das erfindungsgemäße Verfahren und bevorzugte Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens sollen anhand der beigefüg­ ten Figuren näher beschrieben werden.

Es zeigen:

Fig. 1 die Reihenfolge der Verfahrensschritte Trennen des Feststoffes vom Fluid, Beruhigen und Sammeln des Feststoffes, Mischen von Fluid und Feststoff sowie Teilen des vergleichmäßigten Gemisches;

Fig. 2 die Reihenfolge der Verfahrensschritte Trennen des Feststoffes vom Fluid, Beruhigen, Sammeln und Tei­ len des Feststoffes, Teilen des Fluids und jeweils paarweises Mischen von Feststoff- und Fluid-Teil­ strömen;

Fig. 3 eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Fig. 1 mit einem schraubenförmigen Tangential­ zyklon als Trenneinrichtung und einem torusförmigen Pufferspeicher im Halbschnitt;

Fig. 3a einen Teilschnitt vergleichbar Fig. 3, in dem der Pufferspeicher durch eine Stauplatte ersetzt ist;

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 3 mit Blick auf den tangentialen Strömungseinlauf der Vorrichtung;

Fig. 5 eine Ausführungsform der Vorrichtung mit Axial­ zyklon ohne den konusförmigen Trennkörper;,

Fig. 6 eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Fig. 2 mit einem schraubenförmigen Tangential­ zyklon, einer pyramidenstumpfförmigen Staubkammer und zwei beispielhaften Abströmleitungen;

Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie V-V der Fig. 6 mit Blick auf die Ausströmquerschnitte der Fest­ stoff- und Fluid-Teilströme.

In Fig. 1 ist die Reihenfolge der Verfahrensschritte nach den Ansprüchen 1 und 8 dargestellt, indem innerhalb der Apparategrenze (A) zuerst der Feststoff vom Fluid ge­ trennt (B), der Feststoff (F) beruhigt und gesammelt wird (C) und das Fluid (G) und der Feststoff (F) wieder gemischt werden (D). Nach der Mischung wird das Gemisch in Gemisch-Teilströme geteilt (E).

In Fig. 2 sind die Verfahrensschritte "Mischen" (D) und "Teilen" (E) der Fig. 1 gegeneinander vertauscht. 1nner­ halb der Apparategrenze (A) wird das Feststoff-Fluid- Gemisch in einen Fluidstrom (G) und einen Feststoffstrom (F) getrennt (B), der Feststoffstrom (F) beruhigt und gesam­ melt (H), die Feststoff- und Fluidströme (F; G) jeweils in Fluid-Teilströme (K) und in Feststoff-Teilströme (J) geteilt und die Feststoff- und Fluid-Teilströme paarweise wieder gemischt (L).

Die Vorrichtung nach Fig. 3 dient der Durchführung des Ver­ fahrens nach Fig. 1 und weist einen Tangentialzyklon (1) mit einem Rechteckkanal (6) und einem Einströmquerschnitt (6 a) zur Einströmung des ungleichmäßig mit Feststoff beladenen Trägerfluids auf. Ein zylindrisches Außenrohr (2) des Tangen­ tialzyklons (1) bildet mit einem durch die gesamte Vorrich­ tung reichenden Kernrohr (3) einen Ringraum (4). Dieser Ring­ raum (4) ist nach unten mit einer schraubenförmig steigen­ den ringförmigen Grundplatte (5) abgeschlossen. Der Recht­ eckkanal (6) mündet tangential an das Kernrohr (3) und weist die gleiche Steigung wie die Grundplatte (5) und die gleiche Breite (7) (Fig. 4) wie der Ringraum (4) auf. Anschlußseitig trägt der Rechteckkanal (6) einen Flansch (8). Der ausge­ schleuderte Feststoff verläßt den Tangentialzyklon (1) über den Feststoffausgang (4 a) des Außenrohres (2), während das Fluid den Zyklon über den fluidseitigen Ausgang (4 b) verläßt.

An das Außenrohr (2) schließt sich eine in Strömungsrich­ tung erweiternde, kegelstumpfförmige Staubkammer (9) an, die koaxial zum Zyklon angeordnet ist und in Verbindung mit dem Kernrohr (3) einen sich in Strömungsrichtung er­ weiternden Ringraum (10) bildet. In den Ringraum (10) kann ein konusförmiger Trennkörper (11) eingebaut werden, der den an der Innenwand der Staubkammer (9) und im äußeren Ringraum (10 b) schraubenförmig aufwärts strömenden Fest­ stoff vor dem im inneren Ringraum (10 a) aufwärts strömen­ den turbulenten Fluid vor Wiederaufwirbelung schützt.

Oberhalb der Staubkammer schließt sich ein in den Deckel (13) eingearbeiteter torusförmiger Pufferspeicher (12) mit etwa halbkreisförmigem Querschnitt so an, daß der Feststoff tangential in den Pufferspeicher (12) einströmen kann. Der Pufferspeicher (12) besitzt innen eine umlaufende Abström­ kante (15), über die der Feststoff wieder rotierend und radial nach innen ausströmt, sich nach Passieren des Ring­ spaltes (14) im Ringraum (18) wieder mit dem Fluid aus Ringraum (10 a) mischt und die Vorrichtung über den Ausström­ querschnitt (18 a) verläßt. Der beschriebenen Vorrichtung kann eine Teileinrichtung (16) koaxial nachgeschaltet werden, die aus dem verlängerten Ringraum (18) und radial angeordneten und vorzugsweise in Strömungsrichtung geneigten Trennwänden (19) besteht, wobei der verlängerte Ringraum (18) aus dem zylindrischen Außen­ rohr (17) und dem Kernrohr (3) gebildet wird. Die Anzahl der Trennwände (19) entspricht der Anzahl der zu erzeugen­ den Gemisch-Teilströme. An die freien Strömungsquerschnitte zwischen den Trennwänden (19) können die nicht gezeichneten Abströmleitungen angeschlossen werden.

Fig. 3a zeigt einen Teilschnitt vergleichbar Fig. 3, bei dem der Deckel (13) mit dem Pufferspeicher (12) aus Fig. 3 durch eine ringförmige Stauplatte (25) ersetzt ist, die sich als Deckel abschließend der Staubkammer (9) anschließt und innen eine umlaufende Abströmkante (15 a) für den Feststoff aufweist. Die Teileinrichtung (16) schließt sich ähnlich Fig. 3 der Stauplatte (25) derart an, daß das Außenrohr (17) bündig mit der Abströmkante (15 a) ist.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 3 mit Blick auf den tangentialen Einlauf des Zyklons, bestehend aus dem Rechteckkanal (6) mit dem Anschluß­ flansch (8) und dem Ringraum (4), der aus dem Kernrohr (3) und dem Außenrohr (2) gebildet wird. Die Breite (7) des Ringraumes (4) entspricht der inneren Breite des Rechteck­ kanals (6).

In Fig. 5 ist eine Ausführung vergleichbar Fig. 3, jedoch mit Axialzyklon (24) beispielhaft dargestellt. Das ungleich­ mäßig mit Feststoff beladene Fluid strömt durch den Quer­ schnitt (20) in die Vorrichtung ein. Der Axialzyklon (24) wird aus dem sich erweiternden Außenrohr (21), dem Ver­ drängungskörper (22) und den Drallschaufeln (23) gebildet, die im aus dem Kernrohr (3 a) und dem Außenrohr (21) gebilde­ ten Ringraum (4) gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Der Feststoffausgang (4 a) und der fluidseitige Ausgang (4 b) des Zyklons entsprechen denen der Fig. 3. In Abänderung der Fig. 3 ist der Trennkörper (11) in Fig. 5 weggelassen.

In Fig. 6 ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfah­ rens nach Fig. 2 perspektivisch im Teilschnitt dargestellt. Sie besteht aus einem schraubenförmigen Tangentialzyklon (1) ähnlich Fig. 3, der ein Kernrohr (31) und ein Außenrohr (2) aufweist, die zusammen einen Ringraum (4) mit einem Fest­ stoffausgang (4 a) und einem fluidseitigen Ausgang (4 b) bilden. Nach unten ist der Zyklon mit einer schrauben­ förmig steigenden ringförmigen Grundplatte (5) abgeschlos­ sen.

Dem Außenrohr (2) schließt sich eine in Strömungsrichtung erweiternde pyramidenstumpfförmige Staubkammer (28) mit beispielsweise vier Kanten (27) an. Die Anzahl der Kan­ ten (27) entspricht der Anzahl der zu erzeugenden Gemisch- Teilströme. An den Kanten (27) sammelt sich der Feststoff unter Beruhigung an, wobei er gleichzeitig durch vier geteilt wird und aufgrund der Schräge des Pyramidenstumpfes unter Ausbildung von Zwickeln (26) nach oben rutscht.

Zentral in der Staubkammer (28) ist ein konisches Kern­ rohr (33) angebracht, das mit einem ebenfalls konischen Führungsrohr (34) einen Ringraum (32) bildet, der dem fluidseitigen Ausgang (4 b) des Zyklons (1) nachgeschaltet ist.

Austrittsseitig ist der Querschnitt des Ringraumes (32) mittels radialer und vorzugsweise in Strömungsrichtung geneigter Trennwände (29) in hier beispielhaft vier Teil­ querschnitte (35) unterteilt, so daß die Teilquerschnit­ te (35) den feststofführenden Zwickeln (26) zugeordnet sind. Der aus einem Teilquerschnitt (35) austretende Fluid-Teil­ strom mischt sich jeweils mit dem aus dem Zwickel (26) aus­ tretenden Feststoff-Teilstrom in der sich anschließenden jeweils gemeinsamen Abströmleitung (30) (gestrichelt darge­ stellt).

Fig. 7 verdeutlicht mit einem Schnitt entlang der Linie V - V der Fig. 6 mit Blickrichtung auf die Staubkammer (28) noch einmal die Fluid- und Feststoffaufteilung, wobei ein Fluid-Teilstrom im Teilquerschnitt (35) schraffiert und ein Feststoff-Teilstrom im Zwickel (26) punktiert dargestellt ist.

Claims (27)

1. Verfahren zum Vergleichmäßigen eines ungleichmäßig mit Feststoff beladenen strömenden Trägerfluids dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoff vom Fluid mindestens teilweise ge­ trennt (B), der Feststoff beruhigt und gesammelt (C; H) und das Fluid und der Feststoff wieder gleichmäßig gemischt werden (D; L).

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoff mittels eines Zyklons vom Fluid ge­ trennt, der aus dem Zyklon austretende Feststoff in einem Pufferspeicher (12) oder an einer Stauplatte (25) beruhigt und gesammelt wird, das Fluid konzentrisch zum und innerhalb des rotierenden Feststoffes strömt und der Feststoff wieder rotierend und radial nach innen strömend dem Fluid gleichmäßig zugemischt wird.

3. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoff mittels eines Tangentialzyklons (1) oder eines Axialzyklons (24) vom Fluid getrennt wird.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Zyklon (1; 24) austretende Feststoff an der Innenwand einer sich dem Zyklon anschließenden, sich in Strömungsrichtung kegelstumpfförmig erweiternden und koaxial zum Zyklon angeordneten Staubkammer (9) geführt, dem der Staubkammer (9) sich koaxial anschließenden Pufferspeicher (12) zugeführt oder an der sich der Staubkammer (9) anschließenden und ebenfalls koaxial angeordneten und kreisringförmigen Stauplatte (25) abgelenkt wird.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid an der Außenfläche eines sich koaxial im Zyklon, der Staubkammer (9) und dem Pufferspeicher (12) oder der Stauplatte (25) befindlichen zylindrischen Kernrohres (3; 3 a) geführt wird, das einen Durchmesser derart aufweist, daß zwischen Kernrohr (3; 3 a) und Pufferspeicher (12) oder Stauplatte (25) ein Ringraum (18) mit einem Ausströmquerschnitt (18 a) gebildet wird.

6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß der Pufferspeicher (12) durch Überlaufen entleert wird.

7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoff entweder durch Entleeren des Puffer­ speichers (12) nach innen über eine kreisförmige Ab­ strömkante (15) oder durch Abströmen von der den Feststoff rotierend und radial nach innen führenden Stauplatte (25) über eine Abströmkante (15 a) gleichmäßig auf den äußeren Umfang des Ringraumes (18) verteilt und bezüglich dieses Umfanges derart vergleichmäßigt dem Fluid wieder zugemischt wird.

8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß das bezüglich des äußeren Umfanges des Ring­ raumes (18) vergleichmäßigte Feststoff-Fluidgemisch mittels einer Teileinrichtung (E; 16) in Gemisch-Teil­ ströme geteilt wird.

9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß die Teilung des Feststoff-Fluid-Gemisches in Gemisch-Teilströme durch Unterteilung des in Strö­ mungsrichtung verlängerten Ringraumes (18) mittels einer Vielzahl von radial angeordneten und vorzugsweise in Strömungsrichtung geneigten Trennwänden (19) erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoff und das Fluid nach der Trennung (B) und während oder nach der Beruhigung und Sammlung des Feststoffes (H) jeweils in Teilströme geteilt (K; J) und die Teilströme wieder paarweise unter Ausbildung von Gemisch-Teilströmen gemischt werden (L).

11. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 10 dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoff mittels eines Zyklons (1) vom Fluid getrennt, der Feststoff nach Verlassen des Zyklons (j) an den der Anzahl der Gemisch-Teilströme entsprechenden Kanten (27) eines dem Zyklon nachgeschalteten und koaxial angeordneten Prismas oder eines sich in Strö­ mungsrichtung erweiternden Pyramidenstumpfes (28) beru­ higt, gesammelt und geteilt, daß das koaxial innerhalb des Feststoffes strömende Fluid in vorzugsweise die gleiche Anzahl von Teilströmen wie die des Feststoffes geteilt und die Feststoff- und Fluid-Teilströme wieder jeweils paarweise zu Gemisch-Teilströmen gemischt werden.

12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Eintrittsquerschnitt (6 a), einer Einrichtung zum Vergleichmäßigen (A) und einem oder mehreren Austrittsquerschnitten (18 a) dadurch gekennzeichnet, daß dem Eintrittsquerschnitt (6 a) eine Einrichtung zum mindestens teilweisen Abtrennen des Feststoffs vom Fluid (B; 1; 24) und dem Feststoffausgang (F, 4 a) die­ ser Einrichtung eine Einrichtung zum Beruhigen und Sam­ meln des Feststoffes (C; H; 12; 25; 27) nachgeschaltet ist, wobei die Einrichtungen zu einer Baueinheit zusam­ mengefaßt sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, daß dem Ausgang der Einrichtung zum Beruhigen und Sam­ meln des Feststoffes (C; 12; 25) und dem fluidseitigen Ausgang der Trenneinrichtung (G; 4 b) eine Mischeinrich­ tung (D, 18) nachgeschaltet ist und dieser eine Einrichtung zum Teilen des Gemisches (E, 16) nachge­ schaltet sein kann, wobei die Einrichtungen zu einer Baueinheit zusammengefaßt sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, daß der Einrichtung zum Beruhigen und Sammeln des Fest­ stoffes (H; 27) eine Teileinrichtung zum Teilen des Feststoffes (J; 27) überlagert oder nachgeschaltet ist und dem fluidseitigen Ausgang der Trenneinrichtung (G; 4 b) eine Teileinrichtung zum Teilen des Fluids (K; 29) nach­ geschaltet ist, die den Feststoff und das Fluid jeweils in eine vorzugsweise gleiche Anzahl von Teilströmen unter­ teilt und daß den Teileinrichtungen (J; K; 27; 29) in entsprechender Anzahl Mischeinrichtungen (L; 30) zur Bildung der Gemisch-Teilströme nachgeschaltet sind.

15. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 12 bis 14 dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum teilweisen Trennen (B) ein Tangentialzyklon (1) oder ein Axialzyklon (24) ist und ein über den Ausgang des Zyklons hinausragendes Kernrohr (3; 3 a; 31) aufweist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15 dadurch gekennzeichnet, daß der Tangentialzyklon (1) schraubenförmig ausge­ führt ist.

17. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 12 bis 16 dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Beruhigen und Sammeln des Fest­ stoffes (C) ein Pufferspeicher (12) oder eine Stau­ platte (25) ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17 dadurch gekennzeichnet, daß der Pufferspeicher (12) torusförmig ausgeführt ist.

19. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 12, 13 und 15 bis 18 dadurch gekennzeichnet, daß der Austritt des Zyklons (1; 24) und der Eintritt des Pufferspeichers (12) oder die Stauplatte (25) durch eine sich in Strömungsrichtung erweiternde kegelstumpf­ förmige und koaxial angeordnete Staubkammer (9) mit­ einander verbunden sind.

20. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauplatte (25) als ringförmiger Abschlußdeckel der Staubkammer (9) ausgebildet ist.

21. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Pufferspeicher (12) eine kreisförmige Abström­ kante (15) oder die Stauplatte (25) eine kreisförmige Abströmkante (15 a) aufweist.

22. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem verlängerten Kernrohr (3, 3 a) und der Staubkammer (9) ein Trennkörper (11) angeordnet ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennkörper (11) eine konische Ringform auf­ weist.

24. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Beruhigen, Sammeln (H) und Teilen (J) des Feststoffes aus einer sich dem Austritt des Zyklons koaxial anschließenden mehreckigen prisma­ tischen oder einer sich in Strömungsrichtung erweitern­ den pyramidenstumpfförmigen Staubkammer (28) bestehen, wobei die Anzahl der Kanten (27) des Prismas oder des Pyramidenstumpfes der Anzahl der Gemisch-Teilströme entspricht.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß dem fluidseitigen Ausgang des Zyklons (G; 4 b) ein koaxial angeordneter Ringraum (32) nachgeschaltet ist, der aus einem durch die Staubkammer und den Zyklon reichenden Kernrohr (33) und einem Führungsrohr (34) gebildet wird und sich innerhalb der Staubkammer (28) befindet.

26. Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittsquerschnitt des Ringraumes (32) mit­ tels radial angeordneter Trennwände (29), die vorzugs­ weise in Strömungsrichtung geneigt sind, derart unter­ teilt ist, daß die entstehenden Teilquerschnitte (35) den feststofführenden Zwickeln (26) an den Kanten (27) der Staubkammer (28) jeweils zugeordnet sind.

27. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischeinrichtungen (L) jeweils aus der gemein­ samen Abströmleitung (30) für den Feststoff-Teilstrom und den Fluid-Teilstrom bestehen.