DE3626983C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genann
ten Art. Der in einem Trägerfluid, beispielsweise Luft, geförderte Feststoff,
beispielsweise Kohlenstaub oder ein Pulver, liegt oftmals aufgrund langer
Leitungen und Krümmer nicht gleichmäßig über den Strömungsquerschnitt
verteilt vor, sondern in Form von Strähnen, die örtlich und zeitlich schwanken
können. Nachgeschaltete Vorrichtungen, wie z. B. Brenner für Kohlenstaub,
verlangen jedoch oft eine gleichmäßige Verteilung des Feststoffes über den
Strömungsquerschnitt, um vorteilhaft wirken zu können.
Problemstellungen dieser Art treten beispielsweise bei mit Kohlenstaub gefeuer
ten Dampferzeugungsanlagen auf. Hier muß oftmals der aus der Kohlemühle
austretende und mit Kohlenstaub beladene Luftstrom gleichmäßig auf mehrere
Brenner aufgeteilt werden. Dabei ist es wichtig, daß jeder Brenner gleichermaßen
mit Trägerluft und Kohlenstaub versorgt wird, da sich sonst unvorteilhafte
Verbrennungszustände in den Flammen einstellen können.
Vorteilhaft für die gleichmäßige 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 enthält.
Ein Verfahren der genannten Art ist aus der DE-AS 10 94 397 bekannt. Der
Kohlenstaub wird mittels eines Zyklonabscheiders von der Trägerluft getrennt,
der Staub in einem Abscheidebehälter zwischengebunkert und anschließend
wieder den Brennerleitungen, den Betriebserfordernissen des Dampferzeugers
entsprechend, zugegeben und mit der Trägerluft vermischt. Hierbei wird, der
Ausbildung eines Zyklonabscheiders gemäß, der Kohlenstaub am unteren Ende
des trichterförmigen Gehäuses gesammelt und nach unten ausgeschleust, während
die Luft zentral zum Gehäuse nach oben, also in entgegengesetzter Richtung
zum Staub strömend, den Zyklonabscheider durch ein Tauchrohr verläßt. Der
abgeschiedene Staub wird mittels einer Zuteilvorrichtung, die von einem gemein
sam auch den Rohkohlezuteiler antreibenden Motor angetrieben wird, den
Erfordernissen des Dampferzeugers angepaßt, wieder dem Förderluftstrom
zugegeben.
Diese Vorrichtung hat den Nachteil, daß der zudosierte Staub nach der Zugabe
zur Förderluft zwar zeitlich gleichmäßig, jedoch nicht gleichmäßig über den
Strömungsquerschnitt verteilt vorliegt. Weiterhin ist bei dieser Vorrichtung der
hohe apparative Aufwand von Nachteil.
Eine Vorrichtung zum gleichmäßigen Verteilen eines mit Feststoffen beladenen
Luft- oder Gasstromes, die in einen Strömungskanal eingesetzt wird, ist mit
der DE-OS 31 20 036 bekanntgeworden. Hierin wird eine über den Strömungsquer
schnitt gleichmäßige Verteilung der ungleichmäßig in einem Trägerstrom verteilten
Feststoffe dadurch erreicht, daß der Strömungskanal mittels Einbauten in
mehrere Teilkanäle unterteilt wird und die sich dadurch ausbildenden Teilströme
wieder zusammengeführt werden. Die Einbauten bestehen hier aus im Abstand
zueinander angeordneten gleichschenkligen Dreiecksflächen, die in Strömungsrich
tung spitzwinklig sind, und an deren Schenkel wechselweise nach der einen
und der anderen Richtung stumpfwinklige Dreiecksflächen angebracht sind. In
der Praxis bestehen diese Einbauten üblicherweise aus dünnen Metalltrennblechen,
um den Strömungskanal nicht mehr als notwendig zu versperren.
Weiterhin ist bekannt, daß diese Vorrichtung zum Vergleichmäßigen auch dazu
verwendet werden kann, die Teilströme wechselweise in eine rechte und linke
Rohrleitung münden zu lassen, wodurch eine Unterteilung des Gas-Feststoff-
Gemisches auf zwei Ausgänge erreicht wird. Eine solche schichtweise Teilstrom
verzweigung ist in dem Aufsatz "Progbleme der Staub- und Luftverteilung in
Kohlenstaubbrennern" in Mitteilungen der VGB, Heft 62, Oktober 1959, beschrie
ben worden. Bei Hintereinanderschaltung mehrerer dieser Vorrichtungen ist eine
weitere Unterteilung in jeweils zwei Teilströme je Vorrichtung möglich.
Die erwähnte Vorrichtung hat den Nachteil, daß der Strömungsquerschnitt
wegen der Versperrung nicht beliebig fein mit Trennblechen unterteilt werden
kann. Die benötigten dünnen Trennbleche unterliegen zudem starkem Erosionsver
schleiß, weshalb oft ein austauschbares Cassetten-System für die Einbauten
verwendet wird. Ungünstig gelagerte Eingangssträhnen wirken sich darüber hinaus
negativ auf das Verteilergebnis aus, denn eine sich in der Nähe eines Teilkanals
befindliche Strähne wird zum überwiegenden Teil in diesen Teilkanal und damit
in einen einzigen Ausgang gelangen, während andere Teilkanäle und damit der
zweite Ausgang zu wenig Staub erhalten. Weiterhin ist bei dieser Vorrichtung
von Nachteil, daß sie nur eine Teilung in zwei Teilströme vornimmt. Für weitere
Unterteilungen müssen mehrere Vorrichtungen hintereinander angeordnet werden.
Weiterhin sind Vorrichtungen bekannt, die durch den Einbau von Tubulenzerzeu
gern oder Prallscheiben in den Strömungskanal eine Vergleichmäßigung der
Staubbeladung über den Strömungsquerschnitt erreichen. Solche Einbauten
haben den Nachteil hohen Druckverlustes, der durch höhere Gebläseleistung
ausgeglichen werden muß. Bei der Verwendung dünnwandiger Einbauten unterlie
gen diese starkem Erosionsverschleiß durch den Feststoff.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der genannten
Art anzugeben, das
den Feststoff und das Fluid gleichmäßig auf den Austrittsquerschnitt einer
nach diesem Verfahren wirkenden Vorrichtung verteilt, und das
geringen Druckverlust geringen Erosionsverschleiß und
einen geringen apparativen Aufwand hat.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
während des gesamten Prozesses der Fliehkraftabscheidung der Feststoff und
das Fluid im wesent
lichen die gleiche axiale Strömungsrichtung aufweisen und daß die kontinuierliche
Zugabe des Feststoffes in das strömende Fluid durch Überlaufen des über
einen Umfang verteilt angeordneten Pufferspeichers erfolgt, wobei der Feststoff
über dem Umfang gleichmäßig verteilt zugegeben wird. Dabei strömt das Fluid
konzentrisch zum und innerhalb des rotierenden Feststoffes. Das aus Feststoff
und Fluid bestehende strömende Gemisch kann dem Fliehkraftabscheider tangen
tial oder axial zuströmen.
Ein solches Verfahren läßt sich auch vorteilhaft dazu verwenden, um den
vergleichmäßigten Gemischstrom im weiteren Verlauf in Gemisch-Teilströme zu
unterteilen. Hierzu ist
das Feststoff-Fluid-Gemisch derart in Teilströme zu verteilen, daß jeder
Teilstrom die gleiche Menge an Feststoff und Fluid aufweist. Dabei sollte
eine möglichst hohe Gleichheit der Kornspektren in den einzelnen Teilströ
men erreicht werden und
eine Aufteilung auf eine beliebige Anzahl von Teilströmen möglich sein.
Man erreicht dies dadurch, daß eine über einen
Umfang gleichmäßige Verteilung des Feststoffes im Fluid
erzeugt wird, so daß dieser Umfang in eine beliebige Anzahl von Teilbögen
geometrisch unterteilt werden kann, wobei Teilquerschnitte entstehen, durch
die Gemisch-Teilströme fließen, deren jeweilige Mengenströme im Verhältnis
zur Länge der Teilbögen steht.
Weiterhin kann das oben
beschriebene Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, in dem nacheinander die
Verfahrensschritte "Trennen von Feststoff und Fluid." "Beruhigen und Sammeln
des Feststoffs". "Mischen von Feststoff und Fluid" und anschließendem "Teilen
des vergleichmäßigten Gemisches" durchlaufen werden, insofern abgeändert
werden, als die Verfahrensschritte "Mischen" und "Teilen" vertauscht
werden können, d. h. 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).
Die Vergleichmäßigung wird dadurch erreicht, daß
der Feststoff in einer zu einer Baueinheit zusammengefaßten Vorrichtung von
dem Fluid getrennt, der in Form örtlich und zeitlich wechselnder Strähnen in
die Vorrichtung eintretende Feststoff beruhigt und gesammelt und anschließend
dem Fluid wieder über den Austrittquerschnitt gleichmäßig verteilt zugemischt
wird.
Die Erfindung richtet sich auch auf eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des
Anspruches 6 zum Vergleichmäßigen eines strömenden Gemisches bestehend
aus einem dispersen Feststoff und einem Fluid gemäß einem Verfahren nach
Anspruch 1 mit einer Förderleitung, in welcher der Feststoff und das Fluid
strömen, mit einem sich an die Förderleitung anschließenden Fliehkraftabscheider
zum Trennen des Feststoffes von dem Fluid, mit einem Pufferspeicher zum
Beruhigen und Sammeln des aus dem Fliehkraftabscheider austretenden Feststof
fes und mit einer Zugabevorrichtung zum Dosieren des aus dem Pufferspeicher
austretenden Feststoffes in das strömende Fluid.
Erfindungsgemäß ist bei dieser Vorrichtung vorgesehen, daß an dem Ausgang
des Fliehkraftabscheiders sowohl das Fluid als auch der Feststoff austreten,
daß sich koaxial an den Fliehkraftabscheider unmittelbar ein Gehäuse
anschließt, daß koaxial in dem Fliehkraftabscheider und in dem Gehäuse
ein nichtdurchströmtes Kernrohr angeordnet ist, wobei in dem Raum
zwischen dem Kernrohr und dem Außenrohr des Fliehkraftabscheiders
bzw. der Wand des Gehäuses der Feststoff vom Fluid getrennt wird, daß der
Pufferspeicher im Raum zwischen dem Kernrohr und der Wand des Gehäuses
über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordnet ist oder sich an das Gehäuse
über den Umfang verteilt anschließt, so daß der Feststoff aus dem Pufferspeicher
über den Umfang gleichmäßig verteilt dem Fluid zuströmt.
Das Kernrohr dient dazu, eine Rückströmung des innen im Fliehkraftabscheider
und dem Gehäuse schraubenförmig aufwärts strömenden Fluids zu verhindern
und das Fluid zu führen. Eine solche Rückströmung kann ohne die Verwendung
eines Kernrohres aufgrund des bei Wirbelströmungen auftretenden zentralen
Niederdruckgebietes auftreten.
Die Zuführung kann in den Fliehkraftabscheider tangential oder axial einmünden,
wobei der Fliehkraftabscheider bei tangentialer Zuführung schraubenförmig
ausgeführt ist. Die schraubenförmige Strömungsführung verhindert bei vertikaler
Anordnung und aufwärts gerichteter Strömung Feststoffablagerungen im Abschei
der. Bei axialer Zuführung werden Drallschaufeln verwendet, die dem Feststoff
den zum Ausschleudern notwendigen Drall verleihen. An den Fliehkraftabscheider
schließt sich ein Gehäuse an, das als sich in Strömungsrichtung erweiternder
Kegelstumpf, als sich in Strömungsrichtung erweiternder Pyramidenstumpf oder
als Prisma ausgebildet sein kann. Hier hinein strömt der in Strähnen an das
Außenrohr des Fliehkraftabscheiders ausgeschleuderte Feststoff.
In den Freiraum zwischen Gehäuse und Kernrohr kann ein Trennkörper für die
Trennung von Feststoff- und Fluidströmung, vorzugsweise ein konusförmiger
Ringkörper, angebracht werden, der ein Wiederaufwirbeln des bereits abgeschie
denen Feststoffes durch das Fluid verhindert.
Möglichkeiten zum Feststoffberuhigen und -sammeln sind zum Beispiel durch
Aufstauen an einem Wehr oder durch Speichern und Entspeichern eines Puffers
gegeben. Das Gehäuse ist daher an seinem Austrittsquerschnitt beispielsweise
durch eine Stauplatte abgedeckt, die als ringförmiger Deckel mit einer zentralen
Öffnung und daran befindlicher Abströmkante ausgebildet ist. Die an der Wand
des Gehäuses schraubenförmig aufwärts strömenden Feststoffsträhnen werden
an der Stauplatte in eine Kreisbahn abgelenkt, verteilen sich dabei gleichmäßig
auf den Umfang dieser Kreisbahn und bilden somit einen rotierenden Feststoff
ring. Dieser Feststoffring hat im wesentlichen eine Torusform und stellt einen
Kurzzeitspeicher (Pufferspeicher) dar, der durch die Gehäusewand und die Stau
platte begrenzt wird. Er wird durch die eintretenden Strähnen kontinuierlich
gefüllt und durch rotierendes und radial nach innen gerichtetes Abströmen des
Feststoffes entlang der Stauplatte wieder kontinuierlich entleert. Hierdurch
wird der Feststoff beruhigt, gesammelt und wieder dem Fluid zugemischt.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Stauplatte durch einen
ringfömrigen Deckel mit torusförmigem Hohlraum ersetzt, der einen etwa
halbkreisförmigen Querschnitt aufweist. Dadurch wird ein Pufferspeicher gebildet,
der sich absatzfrei dem Kegelstumpfgehäuse anschließt, so daß die Feststoffsträh
nen hier ebenfalls in eine Kreisbahn innerhalb des Hohlraumes abgelenkt werden
und der Feststoff gleichmäßig auf den Umfang der Kreisbahn verteilt wird.
Durch die Wahl des Torusquerschnittes kann die Speicherkapazität des Pufferspei
chers beeinflußt werden. Der Feststoff verläßt den Pufferspeicher durch Überlau
fen über eine kreisförmige Abströmkante in Richtung der zentralen Öffnung des
Deckels.
Der bezüglich des Umfanges der Abströmkante des Deckels oder der Stauplatte
vergleichmäßigte Feststoff vermischt sich nach dem Überströmen der Abström
kante wieder gleichmäßig mit dem Fluid.
Der innere Durchmesser der ringförmigen Stauplatte oder des Deckels ist so
groß gewählt, daß in Verbindung mit dem Kernrohr ein Ringkanal für das
vergleichmäßigte Feststoff-Fluid-Gemisch gebildet wird.
Dem Ringkanal kann eine Teileinrichtung nachgeschaltet werden, die das vergleich
mäßigte Gemisch in Gemisch-Teilströme unterteilt. Sie kann aus einer der
Anzahl der Gemisch-Teilströme entsprechenden Anzahl von Trennwänden beste
hen, die radial und vorzugsweise in Strömungsrichtung geneigt in den Ringkanal
eingesetzt sind.
Eine nach dem vertauschten Verfahrensablauf nach Anspruch 5 wirkenden Vorrich
tung, bei der der Feststoff gleichzeitig beruhigt, gesammelt und geteilt wird,
kann beispielsweise derart aufgebaut sein, daß der aus dem tangential oder
axial eingeströmten Fliehkraftabscheider austretende Feststoff in ein sich in
Strömungsrichtung erweiterndes pyramidenstumpfförmiges Gehäuse schrauben
förmig rotierend eintritt und sich an den Innenkanten des Pyramidenstumpfes
unter Bildung von Zwickeln ansammelt und damit Feststoff-Teilströme bildet.
Die Anzahl der Kanten des Pyramidenstumpfes entspricht der Anzahl der Fest
stoff-Teilströme und der Gemisch-Teilströme. Die Innenkanten des Pyramiden
stumpfes stellen für den Feststoff einen Kurzzeitspeicher dar, in dem der
rotierende Feststoff durch Richtungsumkehr beruhigt, gleichzeitig gesammelt
und geteilt wird. Das Entspeichern des Speichers erfolgt durch Abrutschen auf
den aufgrund der Form des Pyramidenstumpf-Gehäuses schräg angeordneten
Innenflächen und/oder durch Mitschleppen durch das Fluid. Die Vorgänge des
Speicherns und Entspeicherns laufen kontinuierlich ab.
Das innerhalb des Feststoffes strömende Fluid wird mittels eines Führungsrohres
vom Feststoff getrennt geführt, welches in dem Raum zwischen dem Kernrohr
und der Wand des Gehäuses angeordnet ist, so daß ein Ringraum (32) für das
Fluid und ein äußerer Raum für den Feststoff gebildet werden.
Das Fluid kann im Bereich des Austrittsquerschnittes des Ringraumes mit Hilfe
von radialen Trennwänden, die in Strömungsrichtung geneigt angeordnet sind,
in Fluid-Teilströme geteilt werden, die vorzugsweise in gleicher Anzahl wie die
der Gehäusekanten vorhanden sind. Die Trennwände sind so angeordnet, daß die
entstehenden Teilquerschnitte den feststofführenden Zwickeln an den Kanten
des Gehäuses jeweils zugeordnet sind, so daß nach der Vereinigung der jeweiligen
Teilströme mehrere Gemisch-Teilströme vorliegen. Diese bilden sich beim Ein
strömen in die Abströmleitungen, welche sich dem Gehäuse anschließen, aus.
Wie schon obenerwähnt, sind der Fliehkraftabscheider, das Gehäuse, die Einrich
tungen zum Beruhigen und Sammeln und die Einrichtung zum Teilen erfindungs
gemäß zu einer Baueinheit zusammengefaßt.
In der Beschreibung der Vorrichtung wird eine vertikale Ausrichtung der Längs
achse angenommen, es sind jedoch auch andere Lagen möglich.
Die nach dem erfindunsgemäßen Verfahren wirkende und oben beschriebene
Vorrichtung hat gegenüber der bekannten Vorrichtung DE-OS 31 20 036 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 der bekannten Vorrichtung und gegenüber Vorrichtungen mit Turbulenz
erzeugern gering. Das Fehlen von Einbauten wirkt sich ebenfalls günstig auf
den Verschleiß aus, da alle Bauteile dickwandig ausgeführt werden können.
Weiterhin ist als vorteilhaft zu nennen, daß der Austrittsquerschnitt des Gehäuses
zur Ausbildung der Gemisch-Teilströme in eine beliebige Anzahl von Teilquer
schnitten unterteilt werden kann, und damit ein stufenweises Zweiteilen und
Hintereinanderschalten mehrerer Vorrichtungen
entfällt.
Aufgrund der rotationssymmetrischen Bauweise liegt ein weiterer Vorteil darin,
daß die erfindungsgemäße Vorrichtung druck- und 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 ausgeschleuderte Feinstaub wird gemeinsam mit dem Fluid geteilt.
Das erfindungsgemäße Verfahren und bevorzugte Vorrichtungen zur Durchführung
des Verfahrens werden folgend anhand der Figuren näher beschrieben.
Es zeigt
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 Teilen 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 tangential ein-und schraubenförmig durchströmten Fliehkraftab
scheider als Trenneinrichtung und einem Deckel mit torusförmigem
Hohlraum im Halbschnitt;
Fig. 3a einen Teilschnitt vergleichbar Fig. 3, in dem der Deckel 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 eingeströmtem
Fliehkraftabscheider ohne den konusförmigen Trennkörper;
Fig. 6 eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Fig. 2 mit
einem tangential ein- und schraubenförmig durchströmten Fliehkraftab
scheider, einem pyramidenstumpfförmigen Gehäuse und zwei beispiel
haft dargestellten Abströmleitungen;
Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie V-V der Fig. 6 mit Blick auf die
Ausströmquerschnitte der Feststoff- und Fluid-Teilströme.
In Fig. 1 ist die Reihenfolge der Verfahrensschritte nach den Ansprüchen 1 und
4 dargestellt, indem innerhalb der Apparategrenze (A) zuerst der Feststoff vom
Fluid getrennt (B), der Feststoff (F) beruhigt und gesammelt wird (C) und das
Fluid (G) und der Festsoff 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. Innerhalb der Apparategrenze (A) wird das Feststoff-
Fluid-Gemisch in einen Fluidstrom (G) und einen Feststoffstrom (F) getrennt
(B), der Feststoffstrom beruhigt und gesammelt (H), die Feststoff- und Fluid
ströme jeweils in Fluid-Teilströme (K) und in Festtoff-Teilströme (J) geteilt
und die Feststoff- und Fluid-Teilströme paarweise wieder gemischt (L).
Die Vorrichtung in Fig. 3 dient der Durchführung des Verfahrens nach Fig. 1
und weist einen Fliehkraftabscheider (1) mit einem tangential angeordneten
Rechteckkanal (6) und einem Einströmquerschnitt (6 a) zur Einströmung des
ungleich mit Feststoff beladenen Trägerfluids auf. Ein zylindrisches Außenrohr
(2) des Fliehkraftabscheiders (1) bildet mit einem durch die gesamte Vorrichtung
reichenden nicht durchströmten Kernrohr (3) einen Ringraum (4). Dieser Ringraum
ist nach unten mit einer schraubenförmig steigenden ringförmigen Grundplatte
(5) abgeschlossen. Der Rechteckkanal (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 ausgeschleuderte Feststoff verläßt den Fliehkraftab
scheider (1) über den Feststoffausgang (4 a) des Außenrohres (2), während das
Fluid den Fliehkraftabscheider über den Fluidausgang (4 b) verläßt.
An das Außenrohr (2) schließt sich ein sich in Strömungsrichtung erweiterndes,
kegelstumpfförmiges Gehäuse (9) an, das koaxial zum Fliehkraftabscheider (1)
angeordnet ist und in Verbindundg mit dem Kernrohr (3) einen sich in Strömungs
richtung erweiternden Ringraum (10) bildet. In den Ringraum kann ein Trennkörper
(11) mit beispielsweise konusförmiger Kontur eingebaut werden, der den an der
Innenwand des Gehäuses (9) und im äußeren Ringraum (10 b) schraubenförmig
aufwärts strömenden Feststoff vor dem im inneren Ringraum (10 a) aufwärts
strömenden turbulenten Fluid vor Wiederaufwirbelung schützt.
Oberhalb des Gehäuses (9) schließt sich ein in den Deckel (13) eingearbeiteter
torusförmiger Hohlraum (12) mit etwa halbkreisförmigem Querschnitt so an,
daß der Feststoff tangential in den Hohlraum einströmen kann. Der Deckel
besitzt innen eine umlaufende Abströmkante (15), über die der Feststoff wieder
rotierend und radial nach innen ausströmt, sich nach Passieren des Ringspaltes
(14) im Ringkanal (18) wieder mit dem Fluid aus dem inneren Ringraum (10 a)
mischt und die Vorrichtung über den Ausströmquerschnitt (18 a) verläßt.
Der beschriebenen Vorrichtung kann eine Teileinrichtung (16) koaxial nachgeschal
tet werden, die aus dem verlängerten Ringkanal (18) und radial und vorzugsweise
in Strömungsrichtung geneigten Trennwänden (19) besteht, wobei der verlängerte
Ringkanal (18) aus dem zylindrischen Außenrohr (17) und dem Kernrohr (3)
gebildet wird. Die Anzahl der Trennwände (19) entspricht der Anzahl der zu
erzeugenden Gemisch-Teilströme. An die freien Strömungsquerschnitte zwischen
den Trennwänden (19) können die nicht gezeichneten Abströmleitungen angeschlos
sen werden.
Fig. 3a zeigt einen Teilschnitt vergleichbar Fig. 3, bei dem der Deckel (13) aus
Fig. 3 durch eine ringförmige Stauplatte (25) ersetzt ist, die das Gehäuse (9)
abschließt 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 Fliehkraftabscheiders, bestehend aus dem Rechteckkanal
(6) mit dem 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 Rechteckkanals (6).
In Fig. 5 ist eine Ausführung vergleichbar Fig. 3, jedoch mit axialem Fliehkraftab
scheider (24) beispielhaft dargestellt. Das ungleichmäßig mit Feststoff beladene
Fluid strömt durch den Querschnitt (20) in die Vorrichtung ein. Der Fliehkraftab
scheider wird hier aus dem sich erweiternden Außenrohr (21), dem Verdrängungs
körper (22) und den Drallschaufeln (23) gebildet, die in dem aus dem Kernrohr
(3 a) und dem Außenrohr (21) gebildeten Ringraum (4) gleichmäßig verteilt angeord
net sind. Der Feststoffausgang (4 a) und der Fluidausgang (4 b) des Fliehkraftab
scheiders entsprechen denen der Fig. 3. In Abänderung der Fig. 3 ist der Trenn
körper (11) in Fig. 5 weggelassen.
In Fig. 6 ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Fig. 2
perspektivisch im Teilschnitt dargestellt. Sie besteht aus einem schraubenförmi
gen, tangential eingeströmten Fliehkraftabscheider (1) ähnlich Fig. 3, der ein
unteres Kernrohr (31) und ein Außenrohr (2) aufweist, die zusammen einen
Ringraum (4) mit einem Feststoffausgang (4 a) und einem Fluidausgang (4 b)
bilden. Nach unten ist der Fliehkraftabscheider mit einer schraubenförmig
steigenden ringförmigen Grundplatte (5) abgeschlossen.
Dem Außenrohr (2) schließt sich ein in Strömungsrichtung erweiterndes pyrami
denstumpfförmiges Gehäuse (28) mit beispielsweise vier Kanten (27) an. Die
Anzahl der Kanten 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 schrägen Flächen des
Pyramidenstumpfgehäuses unter Ausbildung von Zwickeln (26) nach oben rutscht.
Zentral im Gehäuse (28) ist ein konisches Kernrohr (33) angebracht, das mit
einem ebenfalls konischen Führungsrohr (34) einen Ringraum (32) bildet, der
dem Fluidausgang (4 b) des Fliehkraftabscheiders nachgeschaltet ist.
Austrittsseitig ist der Querschnitt des Ringraumes (32) mittels radialer und
vorzugsweise in Strömungsrichtung geneigter Trennwände (29) in hier beispielhaft
gezeichnete vier Teilquerschnitte (35) unterteilt, so daß die Teilquerschnitte den
feststofführenden Zwickeln (26) zugeordnet sind. Die aus den Teilquerschnitten
(35) austretenden Fluid-Teilströme mischen sich jeweils mit den aus den zugehö
rigen Zwickeln (26) austretenden Feststoff-Teilströmen in den sich anschließen
den jeweils gemeinsamen Abströmleitungen (30) für die Gemisch-Teilströme
(gestrichelt dargestellt).
Fig. 7 verdeutlicht mit einem Schnitt entlang der Linie V-V der Fig. 6 mit
Blickrichtung auf das Gehäuse (28) noch einmal die Fluid- und Feststoffauftei
lung, wobei ein Fluid-Teilstrom im Teilquerschnitt (35) schraffiert und ein
Feststoff-Teilstrom im Zwickel (26) punktiert dargestellt sind.
Claims (18)
1. Verfahren zum Vergleichmäßigen eines strömenden Gemisches bestehend
aus einem dispersen Feststoff und einem Fluid, bei dem der Feststoff von
dem Fluid durch Fliehkraft getrennt wird und anschließend der Feststoff
in einem Pufferspeicher beruhigt und gesammelt wird und bei dem dann
der Feststoff dem strömenden Fluid kontinuierlich zugegeben und mit
diesem vermischt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß während des gesamten Prozesses der Fliehkraftabscheidung der Fest
stoff und das Fluid im wesentlichen die gleiche axiale Strömungsrichtung
aufweisen und daß die kontinuierliche Zugabe des Feststoffes in das
strömende Fluid durch Überlaufen des über einen Umfang verteilt angeord
neten Pufferspeichers erfolgt, wobei der Feststoff über dem Umfang
gleichmäßig verteilt zugegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Fluid konzentrisch zum und innerhalb des rotierenden Feststoffes
strömt und der Feststoff wieder rotierend und radial nach innen strömend
dem Fluid zugegeben wird.
3. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das aus Feststoff und Fluid bestehende strömende Gemisch dem
Fliehkraftabscheider tangential oder axial zuströmt.
4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das vergleichmäßigte Gemisch anschließend in Gemisch-Teilströme
unterteilt wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
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 Teilströ
me geteilt (K; J) und die Teilströme wieder paarweise unter Ausbildung
von Gemisch-Teilströmen gemischt werden (L).
6. Vorrichtung zum Vergleichmäßigen eines strömenden Gemisches bestehend
aus einem dispersen Feststoff und einem Fluid gemäß einem Verfahren
nach Anspruch 1 mit einer Förderleitung, in welcher der Feststoff und das
Fluid strömen, mit einem sich an die Förderleitung anschließenden Flieh
kraftabscheider zum Trennen des Feststoffes von dem Fluid, mit einem
Pufferspeicher zum Beruhigen und Sammeln des aus dem Fliehkraftabschei
der austretenden Feststoffes und mit einer Zugabevorrichtung zum Dosie
ren des aus dem Pufferspeicher austretenden Feststoffes in das strömende
Fluid, dadurch gekennzeichnet,
daß an dem Ausgang des Fliehkraftabscheiders sowohl das Fluid als auch
der Feststoff austreten, daß sich koaxial an den Fliehkraftabscheider
unmittelbar ein Gehäuse (9, 28) anschließt, daß koaxial in dem Fliehkraftab
scheider (1; 24) und in dem Gehäuse ein nichtdurchströmtes Kernrohr
(3, 31, 33) angeordnet ist, wobei in dem Rahm zwischen dem Kernrohr und
dem Außenrohr (2, 21) des Fliehkraftabscheiders bzw. der Wand des Gehäuses
der Feststoff vom Fluid getrennt wird, daß der Pufferspeicher im Raum
zwischen dem Kernrohr und der Wand des Gehäuses über den Umfang
gleichmäßig verteilt angeordnet ist oder sich an das Gehäuse über den
Umfang verteilt anschließt, so daß der Feststoff aus dem Pufferspeicher
über den Umfang gleichmäßig verteilt dem Fluid zuströmt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zuführung in den Fliehkraftabscheider tangential oder axial einmün
det.
8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 und 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Fliehkraftabscheider bei tangentialer Zuführung schraubenförmig
ausgeführt ist.
9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse als sich in Strömungsrichtung erweiternder Kegelstumpf,
als sich in Strömungsrichtung erweiternder Pyramidenstumpf oder als
Prisma ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß in dem als Kegelstumpf ausgebildeten Gehäuse zwischen dem Kernrohr
und der Wand des Gehäuses ein Trennkörper (11) angeordnet ist, der
vorzugsweise eine konische Ringform aufweist.
11. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Pufferspeicher (12) sich an das als Kegelstumpf ausgebildete
Gehäuse anschließt und im wesentlichen torusförmig ausgebildet ist.
12. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß am Gehäuseausgang eine Stauplatte (25) oder ein Deckel (13) mit
einem konzentrischen torusförmigen Hohlraum angeordnet ist, die eine
zentrale Öffnung mit einer Abströmkante (15 a, 15) aufweisen und die
zusammen mit der Gehäusewand den Pufferspeicher bilden.
13. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich an den fluidseitigen Ausgang des Gehäuses ein Ringkanal (18)
anschließt.
14. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Ringkanal eine Einrichtung zum Teilen des Gemisches nachgeschal
tet ist, so daß mehrere Gemisch-Teilströme vorliegen.
15. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung zum Teilen aus radial angeordneten und vorzugsweise
in Strömungsrichtung geneigten Trennwänden (19) besteht.
16. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Raum zwischen dem Kernrohr und der Wand des Gehäuses ein
Führungsrohr (34) angeordnet ist, so daß ein Ringraum (32) für das Fluid
und ein äußerer Raum für den Feststoff gebildet werden.
17. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Kernrohr (33) und dem Führungsrohr (34) im Bereich
des Austrittsquerschnittes des Ringraumes (32) Trennwände (29) radial
und in Strömungsrichtung geneigt angeordnet sind, so daß das Fluid in
eine Anzahl von Teilströmen unterteilt wird und das die entstehenden
Teilquerschnitte (35) den feststofführenden Zwickel (26) an den Kanten
(27) des Gehäuses jeweils zugeordnet sind, so daß nach der Vereinigung
der jeweiligen Teilströme mehrere Gemisch-Teilströme vorliegen.
18. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Fliehkraftabscheider, das Gehäuse, die Einrichtungen zum Beruhigen
und Sammeln und die Einrichtung zum Teilen als Baueinheit zusammenge
faßt sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863626983 DE3626983A1 (de) | 1986-08-08 | 1986-08-08 | Verfahren zum vergleichmaessigen und vorzugsweise teilen eines ungleichmaessig mit feststoff beladenen stroemenden traegerfluids und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863626983 DE3626983A1 (de) | 1986-08-08 | 1986-08-08 | Verfahren zum vergleichmaessigen und vorzugsweise teilen eines ungleichmaessig mit feststoff beladenen stroemenden traegerfluids und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3626983A1 DE3626983A1 (de) | 1988-02-25 |
DE3626983C2 true DE3626983C2 (de) | 1988-08-04 |
Family
ID=6307004
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863626983 Granted DE3626983A1 (de) | 1986-08-08 | 1986-08-08 | Verfahren zum vergleichmaessigen und vorzugsweise teilen eines ungleichmaessig mit feststoff beladenen stroemenden traegerfluids und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3626983A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4312983A1 (de) * | 1993-04-21 | 1994-10-27 | Topas Gmbh | Aerosolgenerator |
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1986
- 1986-08-08 DE DE19863626983 patent/DE3626983A1/de active Granted
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DE4312983C2 (de) * | 1993-04-21 | 2000-08-31 | Topas Gmbh | Aerosolgenerator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3626983A1 (de) | 1988-02-25 |
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