DE4233174A1 - Zyklonabscheider - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Zyklonabscheider mit einem tangentialem Rohgaseintritt, einem oben gelegenen Reingas­ austritt und einem unten befindlichen Feststoffaustrag.

Bei den bekannten Zyklonabscheidern dieser Art ergibt sich unmittelbar hinter dem Einlauf eine sogenannte Quetsch­ strömung; die so entstehende Verdrängung der Wirbel­ strömung führt dabei zu nachteiligen Vermischungen.

Aufgrund der Erfindung sollen diese Nachteile vermieden werden; es liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, einen Zyklonabscheider der obigen Art so zu verbessern, daß ein gesteigerter Trenneffekt, zugleich aber auch ein reduzierter Druckverlust eintreten.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorge­ sehen, den Einlauf als zum Zyklonabscheider hin offenen, spiralförmigen Einlaufkanal mit zum Kanalende hin kleiner werdender Höhe und größer werdender Breite auszubilden. Demgemäß liegt die Längsmittelachse des Einlaufkanals nicht etwa in einer Normalebene in Bezug auf den Zyklon­ abscheider, vielmehr verfolgt die Längsmittelachse des Einlaufkanals eine Spirallinie, deren Abstand sich vom oberen Ende des Zyklonabscheiders allmählich vergrößert. Dadurch ist auch sichergestellt, daß die durch den ein­ laufenden Rohgaseintritt eintretende Verdrängung unter­ bleibt, bzw. nur in einem nicht mehr für die Praxis wirksamen Umfang stattfindet.

Zweckmäßigerweise erhält der Einlaufkanal auch eine besondere Querschnittsgestalt, und zwar eine zumindest im wesentlichen trapezförmige Formgebung in der Weise, daß die längere der beiden einander parallelen (gedachten) Trapezseiten dem Zyklonabscheider zugekehrt ist. Auch diese Maßnahme trägt dazu bei, der Vermischung im vorgenannten Sinne entgegenzutreten.

Mit Vorteil wird jedoch eine Spiralform gewählt, die in der Draufsicht des Zyklonabscheiders gesehen) den Körper des Zyklonabscheiders im wesentlichen nur auf maximal etwa 360° umschließt, und zwar in der Weise, daß gegen Ende des Einlaufkanals die Höhe des Kanals sich auf den Wert 0 reduziert.

Es sei erwähnt, daß eine strenge Trapezform im erwähnten Sinne kein unbedingtes Erfordernis ist, vielmehr können die unten bzw. oben gelegenen Seitenwände des Einlaufkanals auch gerundet ausgeführt sein.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Oberteil bzw. der Deckel des Zyklonabscheiders oberhalb des Einlaufkanals nicht eben verläuft. Vielmehr ist es zur Vermeidung von Reibungs­ kräften und einer dadurch bedingten einer am Deckel nach innen gerichtete Sekundärströmung von Vorteil, den Mantel des Zyklonabscheiders im oberen Bereich, vorzugsweise im Bereich des spiraligen Einlaufkanals sich nach oben hin kegelig verjüngend auszubilden.

Die Erfindung strebt weiterhin eine Verbesserung und Veränderung des Tauchrohres an, um so im wesent­ lichen der eingangs aufgestellten Forderung nach ge­ steigertem Trenneffekt nachzukommen. Um diese Forderungen zu erfüllen, erhält das Tauchrohr eine bestimmte Querschnittsgestaltung, und zwar vorzugsweise so, daß der Tauchrohrquerschnitt etwa das 1.5-2fache des Eintrittsquerschnittes des Einlaufkanals beträgt. Zugleich kann es auch vorteilhaft sein, das untere Ende des Tauchrohres mit schlitzartigen, sich zumindest in etwa in Richtung des Tauchrohres erstreckenden, randoffenen Ausnehmungen zu versehen.

Diese Veränderungen am Tauchrohr haben im wesentlichen die folgenden vorteilhaften Auswirkungen:

Die nach innen gerichtete Radialgeschwindigkeitsverteilung bzw. vor allem die Reduzierung der hohen Strömungs­ geschwindigkeiten in Richtung auf den Tauchrohreintritt und die damit in Zusammenhang stehende Reduzierung des Mitschleppens grober Teilchen.

Insgesamt wird eine Verringerung des Trennkorndurchmessers erreicht; der Trennkorndurchmesser nimmt dabei stetig ab für die Gasanteile,die durch die vorgenannten Ausnehmungen in das Tauchrohr abströmen, und ferner für die Gasanteile, die durch die untere Öffnung der Einziehung abströmen. Es wird ein deutlich geringerer, minimaler Trennkorndurch­ messer erzielt.

Außerdem wird die den Druckverlust erhöhende Drallkompo­ nente im Tauchrohr dadurch abgebaut, daß radial durch die Ausnehmungen eintretende Gasströme die Drallwirkun­ gen abgebremst werden. Wichtig ist dabei, daß diese vorteilhafte Gleichrichtung der Strömung ohne zusätz­ liche nachteilige Reibungseffekte an den Wänden, sondern durch kinetische Wirkungen der Spaltströmung erreichbar ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert, in der zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Es zeigen

Fig. 1 einen Zyklonabscheider in der Ansicht,

Fig. 2 den Zyklonabscheider gemäß Fig. 1 in vergrößertem Masstab, und zwar davon die obere Hälfte, von der der rechte Teil geschnitten dargestellt ist,

Fig. 3 einen Zyklonabscheider in der Ansicht, jedoch in abgewandelter Ausführung und

Fig. 4 den Abscheider gemäß Fig. 3 im Grundriß.

Das Gehäuse des Zyklonabscheiders besteht im wesentlichen aus einem sich nach oben hin konisch verjüngenden oberen Abschnitt 1, einem nach unten hin folgenden zylindrischen Abschnitt 2 und einem in der Größe dem Abschnitt 1 ent­ sprechenden unteren, ebenfalls kegeligen Abschnitt 3 mit einem unten gelegenen Stutzen 4 als Feststoffaus­ trag. Zentrisch zu den Abschnitten 1-3 ist innerhalb des Gehäuses ein etwa zylindrisches Tauchrohr 5 vorgesehen, das sich im wesentlichen über die Abschnitte 1 und 2 erstreckt und oben einen Stutzen 6 als Reingasaustritt besitzt.

Bei 7 befindet sich der Rohgaseinritt, der von einem im Querschnitt trapezförmigen Einlaufkanal 8 gebildet ist, dieser Kanal umschließt den Abschnitt 1 spiralig von oben (oberer Rand des Abschnitts 1) zum unteren Rand des Abschnitts 1 hin - bei Betrachtung des Zyklonabscheiders in der Ansicht - und im Hinblick auf den Umfang (Drauf­ sicht auf den Abscheider - um etwa 270°, wobei jedoch auch eine Umschlingung von etwa 300-330° gewählt werden kann. Der Einlaufkanal 8 gewissermaßen auf den Abschnitt 1 aufgesetzt, jedoch zum Inneren des Abscheiders hin offen (vgl. auch die Schnittdarstellung gemäß Fig. 2. rechte Hälfte).

An der tangential zum Abscheider verlaufenden Einlaufstelle 7 hat der Einlaufkanal 8 bei trapezförmigem Querschnitt eine Höhe H, sowie eine größere Breite b1 und eine kleinere Breite b2. Diese Bemessungen ändern sich stetig zur Mittellinie 9 hin. Während der Einlaufkanal im Schnitt­ bild (Fig. 2 rechte Hälfte) noch eine Höhe h aufweist (H größer als h) und größere Breiten B1 und B2, aber immer noch in Trapezgestalt, ist der Einlaufkanal 8 in der Mittellinie 9 glatt in die Konuswand des Abschnitts 1 übergegangen. Diese besondere Gestaltung des Einlaufkanals 8 führt zu einem extrem sanften Einlauf ohne unstetige Verdrängungs-, Abriß- und Vermischungseffekte.

Das untere Ende des Tauchrohres 5 erstreckt sich zudem bis an den oberen Rand des Abschnitts 3 und über den Be­ reich des Abschnitts 2 mit randoffenen Schlitzen 10, deren Breite zum Abschnitt 1 hin allmählich abnimmt. Diese Schlitze 10 führen zu dem erwähnten Drallminderungs­ effekt.

Bei dem Zyklonabscheider gemäß Fig. 3 und 4 ist der obere Abschnitt 1 durch einen zylindrischen Abschnitt 11 ersetzt worden. Aber auch hier ist die Einlaufstelle bei 7 trapezförmig gestaltet; bis zur Mitellinie 9 hin verringert sich die Höhe H allmählich auf den Wert 0, während sich die Breiten im Sinne von Fig. 1 und 2 vergrößern. Zudem hat die Ausführung gemäß Fig. 3 und 4 noch einen vorgeschal­ teten Einlaufstutzen 12, der den tangentialen Einlauf verbessert.

Erwähnt sei noch, daß der lichte Durchmesser des Tauchrohres 5 etwa 1.5 mal größer ist als der Einlauf­ kanal 8 an der Stelle 7.

Außerdem werden die Querschnitte des Einlaufkanals 8 vorzugsweise auch so gewählt, daß sich dieser trotz der vorgenannten Breiten- und Höhenänderungen im Querschnitt nicht wesentlich verringert ( etwa für den ersten Umfangs­ bereich von 180°); nachdem der Einlaufkanal 180° Um­ schlingung vollzogen hat,folgt eine ganz allmähliche Streckung des Einlaufkanals 8 nach oben und unten hin. Wie erwähnt - hat sich die Höhe des Einlaufkanals 8 im Bereich der Mittellinie 9 auf 0 verringert.

Claims (13)

1. Zyklonabscheider mit einem tangentialen Rohgas­ eintritt, einem oben gelegenen, von einem zentrisch innerhalb des Abscheiders angeordneten Tauchrohr gebildeten Reingasaustritt und einem unten befindlichen Feststoff­ austrag, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohgaseintritt von einem zum Abscheider offenen, spiralförmig gestalteten Einlaufkanal (8) mit zum Kanalende hin größer werdender Breite und geringer werdender Höhe gebildet ist.

2. Zyklonabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Einlaufkanal (8) nach oben und unten von schrägen Wänden derart begrenzt ist, daß bei einem zumindest im wesentlichen trapezförmigem Kanalquerschnitt die längere der beiden parallelen Trapezseiten dem Abscheider zuge­ kehrt ist.

3. Zyklonabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaufkanal (8) den Abscheider auf maximal etwa 360° umschließt.

4. Zyklonabscheider nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaufkanal (8) den Abscheider auf etwa 270° umschließt.

5. Zyklonabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil des Einlaufkanals (8) mit einer Umschlingung des Abscheiders auf etwa 180° von im wesent­ lichen gleich großem Querschnitt ist.

6. Zyklonabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der obere Teil (1) des Abscheiders sich nach oben hin kegelig bzw. konisch verjüngt.

7. Zyklonabscheider nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Einlaufkanal (8) praktisch über die Höhe des kegeligen bzw. konischen Teils (1) erstreckt.

8. Zyklonabscheider nach Anspruch 1, 6 und 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich das Tauchrohr (5) über den kegeligen bzw. konischen Teil (1) und einen sich unten daran anschließenden zylindrischen Teil (2) des Ab­ scheidergehäuses erstreckt.

9. Zyklonabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Tauchrohr (5) an seinem unteren Ende mit randoffenen Ausnehmungen (10) versehen ist.

10. Zyklonabscheider nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich die Ausnehmungen (10) als Schlitze zumindest im wesentlichen in Richtung des Tauchrohres (5) erstrecken.

11. Zyklonabscheider nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schlitzbreite sich nach oben hin ver­ ringert.

12. Zyklonabscheider nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Kanalende die kürzere der beiden einander parallelen Trapezseiten mit der Außenwand des Abscheidergehäuses zusammenfällt.

13. Zyklonabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Tauchrohrdurchmesser etwa das 1.5-2fache des Einlaufkanalquerschnittes an der Einlaufstelle (7) dieses Kanals beträgt.