DE4233174A1

DE4233174A1 - Cyclone separator

Info

Publication number: DE4233174A1
Application number: DE4233174A
Authority: DE
Inventors: Ingwalt Dr Friedemann
Original assignee: Individual
Current assignee: FETTE, DOROTHEA, 32107 BAD SALZUFLEN, DE
Priority date: 1992-10-02
Filing date: 1992-10-02
Publication date: 1994-04-07
Also published as: GB2271520A; GB9319814D0; FR2696361A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Zyklonabscheider mit einem tangentialem Rohgaseintritt, einem oben gelegenen Reingas austritt und einem unten befindlichen Feststoffaustrag.The invention relates to a cyclone separator with a tangential raw gas entry, an overhead clean gas emerges and a solid discharge below.

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.The known cyclone separators of this type result a so-called squeeze immediately behind the inlet flow; the resulting displacement of the vertebrae flow leads to disadvantageous mixing.

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. Because of the invention, these disadvantages are to be avoided become; it is therefore the object of the invention to improve a cyclone separator of the above type in such a way that an increased separation effect, but also at the same time there is a reduced pressure drop.

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.To solve this problem, the invention provides see the inlet as open to the cyclone separator, spiral inlet channel with smaller towards the end of the channel increasing height and increasing width. Accordingly, the longitudinal central axis of the inlet channel lies not in a normal plane with respect to the cyclone separator, rather traces the longitudinal central axis of the Inlet channel a spiral line, the distance from which the upper end of the cyclone separator gradually enlarged. This also ensures that the one displacement occurring during raw gas entry remains, or only in one that is no longer effective in practice Scope takes place.

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.The inlet channel expediently also has one special cross-sectional shape, at least one essentially trapezoidal shape in such a way that the longer of the two parallel (imagined) Trapezoidal sides facing the cyclone separator. This measure also contributes to the mixing in the to oppose the aforementioned senses.

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.However, a spiral shape is advantageously chosen, the seen in the top view of the cyclone separator) Body of the cyclone separator essentially only to a maximum encloses about 360 °, in such a way that towards the end of the inlet channel the height of the channel reduced to the value 0.

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.It should be noted that a strict trapezoidal shape is mentioned in the Meaning is not an absolute requirement, but rather can the lower and upper side walls of the inlet channel too be rounded.

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.It is also advantageous if the upper part or the lid of the cyclone separator above the inlet channel just runs. Rather, it is to avoid friction forces and one resulting one on the lid inward secondary flow is an advantage, the jacket of the cyclone separator in the upper area, preferably in the area of the spiral inlet channel form a conical taper towards the top.

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.The invention continues to strive for improvement and changing the immersion tube, so essentially according to the demand made at the outset according to ge to meet the increased separation effect. To these demands the dip tube receives a certain one Cross-sectional design, preferably in such a way that the dip tube cross-section is about 1.5-2 times of the inlet cross section of the inlet channel. At the same time, it can also be advantageous to use the lower one End of the dip tube with slit-like, at least extending approximately in the direction of the dip tube, to provide open-edged recesses.

Diese Veränderungen am Tauchrohr haben im wesentlichen die folgenden vorteilhaften Auswirkungen:These changes to the dip tube have essentially the following beneficial effects:

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.The inward radial velocity distribution or especially the reduction of high flow speeds towards the dip tube entry and the related reduction in Carrying coarse particles.

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.Overall, there will be a reduction in the grain size reached; the separating grain diameter is steadily decreasing for the gas proportions through the aforementioned recesses flow into the dip tube, and also for the gas components, that flow out through the lower opening of the confiscation. The result is a significantly lower, minimal separation grain knife achieved.

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.In addition, the swirl compo increases the pressure loss nente in the dip tube degraded in that radially through the gas flows entering the recesses the swirl effect be braked. It is important that this advantageous rectification of the flow without additional liche adverse friction effects on the walls, but achievable through kinetic effects of the gap flow is.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert, in der zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Es zeigenFurther details of the invention are based on the Drawing explained in the two embodiments of the invention are shown. Show it

Fig. 1 einen Zyklonabscheider in der Ansicht, Fig. 1 a cyclone separator in the view,

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. 2 shows the cyclonic separator of Fig. 1 on an enlarged scale, namely the upper half thereof, from the right part is shown in section,

Fig. 3 einen Zyklonabscheider in der Ansicht, jedoch in abgewandelter Ausführung und Fig. 3 shows a cyclone separator, but in a modified version and

Fig. 4 den Abscheider gemäß Fig. 3 im Grundriß. Fig. 4 shows the separator of FIG. 3 in plan.

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.The housing of the cyclone separator consists essentially of an upwardly conically tapering upper section 1 , a downward cylindrical section 2 and a size corresponding to section 1, corresponding lower, also conical section 3 with a socket 4 below solid from the support. Centric to the sections 1 -3 is within the housing about a cylindrical dip tube 5 is provided, which extends substantially over the sections 1 and 2 and has a top nozzle 6 as a clean gas outlet.

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).At 7 there is the raw gas inlet, which is formed by an inlet channel 8 which is trapezoidal in cross section, this channel spirally surrounds section 1 from above (upper edge of section 1 ) to the lower edge of section 1 - when looking at the cyclone separator in the view - and with regard to the circumference (plan view of the separator - by approximately 270 °, although a wrap of approximately 300-330 ° can also be selected. The inlet channel 8 is , as it were, placed on section 1 , but open to the interior of the separator (cf. also the sectional view according to FIG. 2 right half).

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.At the inlet point 7 , which runs tangentially to the separator, the inlet channel 8 has a height H with a trapezoidal cross section, as well as a larger width b1 and a smaller width b2. These dimensions change continuously towards the center line 9 . While the inlet channel in the sectional image ( Fig. 2 right half) still has a height h (H greater than h) and larger widths B1 and B2, but still in a trapezoidal shape, the inlet channel 8 is smooth in the center line 9 in the cone wall of the Section 1 passed. This special design of the inlet channel 8 leads to an extremely smooth inlet without discontinuous displacement, tearing and mixing effects.

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.The lower end of the dip tube 5 also extends to the upper edge of section 3 and over the loading area of section 2 with edge-open slots 10 , the width of which gradually decreases towards section 1 . These slots 10 lead to the aforementioned swirl reduction effect.

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. In the cyclone separator according to FIGS. 3 and 4, the upper section 1 has been replaced by a cylindrical section 11 . But here, too, the entry point at 7 is trapezoidal; up to the center line 9 , the height H gradually decreases to the value 0, while the widths increase in the sense of FIGS. 1 and 2. In addition, the embodiment according to FIGS. 3 and 4 still has an inlet connection 12 , which improves the tangential inlet.

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.It should also be mentioned that the clear diameter of the dip tube 5 is about 1.5 times larger than the inlet channel 8 at the 7th

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.In addition, the cross sections of the inlet channel 8 are preferably also chosen so that this does not decrease significantly in cross section despite the aforementioned changes in width and height (for the first circumferential area of 180 °); after the inlet duct has 180 ° looping, a very gradual extension of the inlet duct 8 follows up and down. As mentioned - the height of the inlet channel 8 has decreased to 0 in the region of the center line 9 .

Claims

1. Cyclone separator with a tangential raw gas enters, a clean gas outlet located at the top, formed by a dip tube arranged centrally within the separator, and a solid matter discharge at the bottom, characterized in that the raw gas inlet from an open, spiral-shaped inlet channel ( 8 ) with to the separator Channel end towards increasing width and decreasing height is formed.

2. Cyclone separator according to claim 1, characterized in that the inlet channel ( 8 ) is bounded upwards and downwards by inclined walls in such a way that the longer of the two parallel trapezoidal sides of the separator is turned towards the at least substantially trapezoidal channel cross section.

3. Cyclone separator according to claim 1, characterized in that the inlet channel ( 8 ) encloses the separator to a maximum of about 360 °.

4. Cyclone separator according to claim 3, characterized in that the inlet channel ( 8 ) encloses the separator at about 270 °.

5. Cyclone separator according to claim 1, characterized in that the first part of the inlet channel ( 8 ) with a loop of the separator to about 180 ° of wesent union is the same cross-section.

6. Cyclone separator according to claim 1, characterized in that the upper part ( 1 ) of the separator tapers upwards conically or conically.

7. Cyclone separator according to claim 1 and 6, characterized in that the inlet channel ( 8 ) extends practically over the height of the conical or conical part ( 1 ).

8. Cyclone separator according to claim 1, 6 and 7, characterized in that the immersion tube ( 5 ) extends over the conical or conical part ( 1 ) and an adjoining cylindrical part ( 2 ) of the separator housing from below.

9. Cyclone separator according to claim 1, characterized in that the dip tube ( 5 ) is provided at its lower end with open-edge recesses ( 10 ).

10. Cyclone separator according to claim 9, characterized in that the recesses ( 10 ) extend as slots at least substantially in the direction of the dip tube ( 5 ).

11. Cyclone separator according to claim 10, characterized shows that the slot width ver up wrestles.

12. Cyclone separator according to claim 1 and 2, characterized characterized in that the shorter of the two at the end of the channel parallel trapezoidal sides with the outer wall of the Separator housing coincides.

13. Cyclone separator according to claim 1, characterized in that the dip tube diameter is about 1.5-2 times the inlet channel cross-section at the inlet point ( 7 ) of this channel.