DE3811400A1 - Tandem-zyklon - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Zyklonabschneider in Tandem-Bau­ weise.

Zyklone sind Apparate zum Abscheiden fester und/oder flüssiger Teilchen aus Gasen. Sie sind in Anschaffung und Betrieb billig und zuverlässig. Leider genügt ihre Ab­ scheideleistung nur selten den heutigen Anforderungen.

Der Wunsch, Staub aus einem Gas mittels eines einzigen Zyklons vollständig abzutrennen, ist praktisch nicht zu verwirklichen. Man kennt allerdings eine Reihe von Maßnahmen, welche die Abscheideleistung herkömmlicher Zyklone erhöhen. Dies sind im wesentlichen: Reihen- oder Parallelschaltung mehrerer Zyklone begünsti­ gen der Agglomeration des Staubes, Absaugen und Rückführen einer Teilgasmenge sowie Abschälen von Staubsträhnen. Hinweise liefert die Literatur: E. Feifel, Mitteilun­ gen der VGB, Heft 92 (1943) S. 52/57, P.W. Sage und M.A. Right, Filtration & Sepa­ ration (1986) S. 32/36 und M. Biffin u.a. , Proceedings Meeting Filtration Society, London 1985. Als günstige apparative Lösung wurde bereits vorgeschlagen, einen Radial- und einen Axialzyklon in Reihe zu schalten und eine Rückführung für einen Teil des Gases vorzunehmen, P 36 44 672.6 und P 37 12 685.7.

Bei den angeführten Verbesserungen hatte man die vollständige Trennung von Staub und Gas vor Augen. Dieses Ziel ist aus physikalischen Gründen jedoch nicht zu re­ alisieren. Deshalb waren die Ergebnisse der vorgeschlagenen Maßnahmen nicht wirk­ sam genug. - Von der Physik her ist aber eine Anreicherung von Staub in einem Teil des Gases zu verwirklichen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, mit geringem apparativem und energeti­ schem Aufwand aus mindestens einem der Zyklone eines Tandem-Zyklons einen Teilgas­ strom mit möglichst hohem Staubgehalt zu bekommen, abzuzweigen und in einen an­ deren Zyklon zu leiten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Tandem-Zyklon gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.

Anspruch 1: Hierdurch ist es möglich, den Staub im Abscheideraum auf einen engen Bereich zu konzentrieren und einen großen Gasstrom staubfrei zu be­ kommen.

Anspruch 2: Hierdurch ist das Einfangen des in einem Teilstrom konzentrierten Staubes möglich.

Anspruch 3: Dies ist eine konstruktiv vorteilhafte Maßnahme, um einen nutenför­ migen Raum zu verwirklichen.

Anspruch 4: Hierdurch ist das Entfernen des eingefangenen Staubes aus der Nut leicht zu bewerkstelligen.

Anspruch 5: Entlang der schraubenförmig verlaufenden Stege kommt es zur Ausbil­ dung von Staubsträhnen mit hoher Konzentration von Staub.

Anspruch 6: Dies ist eine günstige Abmessung für die Stege.

Anspruch 7: Dieser Steigungswinkel entspricht dem Verlauf der Strömung, in der sich eine dichte Strähne entwickelt.

Anspruch 8: Hierdurch wird der Austrag der sich an den Stegen gebildeten Strähne aus dem Abscheideraum ermöglicht.

Anspruch 9: Hierdurch wird das staubbeladene Gas der Strähnen zur Abscheidung zurückgeführt.

Anspruch 10: Hierdurch ist es möglich, das staubbeladene Gas aus einem Raum ge­ ringeren Druckes in einen solchen höheren Druckes zurückzuführen.

Anspruch 11: Hierdurch wird Verschleiß am Fördergebläse vermieden.

Anspruch 12: Hierdurch wird eine Entlastung des vorhergegangenen Teilzyklones erreicht.

Anspruch 13: Hierdurch wird eine Rückführung gegen höheren Druck ohne zusätz­ liches Fördergebläse ermöglicht.

Anspruch 14: Hierdurch wird die kinetische Energie des zurückgeführten Gases be­ nützt, um die Strömung im Abscheideraum anzufachen.

Anspruch 15: Hierdurch kommt man mit geringem Förderdruck aus, da diese Stelle den geringsten Druck im Zyklonquerschnitt aufweist.

Anspruch 16: Hierdurch läßt sich der Drall in den einzelnen Abscheideräumen unabhängig voneinander einstellen.

Anspruch 17: Dies ermöglicht es, die Energie der Drallströmung zum Teil zurück­ zugewinnen.

Die Erfindung wird durch beigefügte Skizzen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt den Querschnitt durch einen Tandem-Zyklon mit den Teilzyklonen A und B mit Einlauf 1, Gehäuse 2, Leitrohr 3, Kragen 4, Spalt 5, Bunker 6, Nut 7, fensterförmige Öffnung 8, Leitvorrichtung 9, Aus­ tritt 10, Rückführleitung 11, Fördergebläse 12, tangential und schräg einmündender Stutzen 16 und die Rückführleitung in der Achse 18.

Fig. 2 zeigt die Teilzyklone A, B und C, die konstruktive Gestaltung zum Provozieren einer Staubsträhne als ringförmige Nut am Boden a des Abscheideraums, als abgeschirmter Raum des Bodens b, als Überlei­ tung c der Nut in die Rückführleitung und als abgeschirmter Teil des Abscheideraumes mit zentralem Abzug d. Ferner sind zu sehen: Leit­ rohr 3, Kragen 4, Spalt 5, die Rückführleitung 11, Fördergebläse 12, Steg 13, Zyklonabscheider 14, Venturidüse 15 und abgeschirmter Teil 17 des Abscheideraumes.

Fig. 3 zeigt eine schraubenförmige Nut 7 und eine fensterförmige Öffnung 8.

Fig. 4 zeigt zwei ringförmige Nuten 7 und fensterförmige Öffnungen 8.

Fig. 5, Fig. 6 und Fig. 7 zeigen den Querschnitt eines Abscheideraumes mit Stegen 13.

Für das Betreiben eines Tandem-Zyklons gemäß dieser Erfindung gelten die für her­ kömmliche Zyklonabscheider üblichen Werte für Strömungsgeschwindigkeit und Staub­ beladung. Die rückzuführenden Gasströme betragen 5-50% des durchgesetzten Gas­ stromes.

Claims (17)

1. Tandem-Zyklon, bestehend aus einer integrierten Reihenschaltung von Zyklo­ nen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Zyklone eine beson­ dere konstruktive Gestaltung zum Provozieren einer oder mehrerer Staub­ strähnen aufweist.

2. Tandem-Zyklon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Abscheideraum eines der Zyklone eine oder mehrere ring- oder schraubenförmige Nuten 7, vorhanden sind.

3. Tandem-Zyklon nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Nut als abgeschirmter Teil 17 des Abscheideraumes ausgebildet ist.

4. Tandem-Zyklon nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Grund der Nut eine bis vier fensterförmige Öffnungen 8 vorhanden sind.

5. Tandem-Zyklon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens ei­ ner Innenwand des Abscheideraumes eine bis vier schraubenförmig verlaufende Stege 13 angebracht sind.

6. Tandem-Zyklon nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis Höhe der Stege 13 zum Durchmesser des Abscheideraumes 0,01 bis 0,1 beträgt.

7. Tandem-Zyklon nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die schrau­ benförmig verlaufenden Stege 13 gegen die Achse einen Steigungswinkel von 40-80° aufweisen.

8. Tandem-Zyklon nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege 13 in Nuten oder fensterförmigen Öffnungen 8 münden.

9. Tandem-Zyklon nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine oder mehrere Rückführleitungen 11 an die fensterförmigen Öffnungen 8 an­ schließen.

10. Tandem-Zyklon nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rückführ­ leitung 11 ein Fördergebläse 12 vorhanden ist.

11. Tandem-Zyklon nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderge­ bläse 12 ein Strahlgebläse ist.

12. Tandem-Zyklon nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rückführleitung 11 ein Zyklonabscheider 14 vorhanden ist.

13. Tandem-Zyklon nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführlei­ tung 11 in eine Venturi-Düse 15 mündet.

14. Tandem-Zyklon nach Anspruch 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in einen Abscheideraum Stutzen 16 tangential zum Umfang und schräg zur Achse einmün­ den.

15. Tandem-Zyklon nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückführlei­ tung in die Achse 18 eines der Zyklone mündet.

16. Tandem-Zyklon nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in einem der Zyklone ein Leitrohr mit einem oder mehreren, sich im wesent­ lichen in Axialrichtung erstreckenden Spalten 5 vorhanden ist.

17. Tandem-Zyklon nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß am Gasaustritt eine Leitvorrichtung 9 vorhanden ist.