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Flugaschenabscheider.
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Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zum Abscheiden von festen
Teilchen aus Gasströmen, wie z. B. das Abscheiden von Zementstaub bei Zementmahlanlagen,
im besonderen aber auf solche Abscheider, die für das Abscheiden von Flugasche und
Brennstoffteilchen aus Rauchgasen von Kesselanlagen bestimmt sind. Man hat schon
solche Abscheider gebaut, bei denen der Gasstrom der Wirkung der Fliehkraft unterworfen
wird.
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Auch hat man Prallplatten 0. dgl. angeordnet, die durch Stoß die Teilchen
aus dem Gasstrom absondern. Des weiteren wurden Flugaschenabscheider mit einzelnen
Abscheideelementen gebaut, die in mehreren Reihen neben- oder untereinanderliegen
und zu einzelnen Sammelbehältern führen. Schließlich sind Abscheider bekannt, bei
denen die Ableitung der Rauchgase um eine wagerechte Achse erfolgt und die schwereren
Staubteilchen 0. dgl. ihrer Schwere entsprechend ausfallen.
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Diese Vorrichtungen haben neben ihren Vorzügen auch Nachteile, da
vielfach die abgeschiedenen Teilchen in das Gas zurückfallen können und zum großen
Teil diesem
erneut beigemengt den Abscheider verlassen.
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Die in die Feuerungszüge eindringenden Teilchen enthalten, insbesondere
bei verstärktem Zug oder bei mechanischer Rostbeschickung, verhältnismäßig viel
unverbrannte Kohle. Die Flugasche kann bis zu 70 Prozent brennbare Bestandteile
enthalten, so daß eine erhebliche Menge Brennstoff durch den Schornstein verlorengeht.
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Die Erfindung bezweckt eine Rückleitung dieser wertvollen Teilchen
in die Feuerung und trägt damit zur Erhöhung des -Wirkungsgrades bei.
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Die neue Vorrichtung besteht im wesentlichen aus nach oben geschlossenen
Taschen, die sich in einer rüsselartigen'Fortsetzung nach unten verlängern, wobei
der Gasstrom um eine wagerechte Achse. seitlich plötzlich abbiegt, so daß die schwereren
Bestandteile des Gasstromes infolge ihrer Schwere in gerader Richtung fortgeschleudert
und durch die rüsselartige Verlängerung abgeleitet werden, während der Gasstrom
nach der Seite abbiegt. Man kann hierbei, wie schon anderwärts vorgeschlagen, den
Gasstrom in mehrere Teilströme aufteilen und in jedem Teilstrom die Abscheidung
besonders vornehmen.
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Der Erfindung gemäß wird das Gas in einem Strom zugeführt, der in
beträchtlicher wagerechter Ausdehnung und geringer Höhe über einem toten Gasraum
hinwegstreicht, in den die festen Teilchen hineingeschleudert werden, während der
Gasstrom seitlich abweicht.
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Unter den Taschen ist eine gemeinsame Kammer als Sammelbehälter für
die ausgeschiedenen Teilchen angeordnet, von wo sie in bekannter Weise durch ein
Dampfstrahlgebläse entfernt werden.
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Die neue Vorrichtung eignet sich besonders zur Verwendung bei Lokomotiven.
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In den Zeichnungen sind einige Ausfüllrungsbeispiele dargestellt.
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Abb. I, 2 und 3 zeigen die neue Vorrichtung in der Rauchkammer einer
Lokomotive oder in dem Rauchabzug eines mechanisch beschickten Wasserrohrkessels
eingebaut.
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Abb. 4 und 5 veranschaulichen eine der rüsselartigen Abscheidertaschen
sowie ihren Anschluß an die zur Entfernung der Flugasche dienenden Kanäle.-Abb.
6- zeigt einen Strahlapparat am Ende der Tasche.' Abb. 7 zeigt'den aus zwei Taschenreihen
bestehenden Abscheider im Rauchabzug einer Lokomotive oder einer ähnlichen mit mechanischer
Rostbeschickung ausgerüsteten Kesselanlage eingebaut.
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Abb. 8, 9 und 10 zeigen die Anordnung der Taschen nebeneinander.
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Abb. 1 1 ist die Ansicht der Trichter mit Ableitung.
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Abb. 12 stellt die Anordnung der Taschen unter dem letzten Feuerkanal
dar.
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Abb. I3 und 14 zeigen Abscheider ohne Taschen, aber mit totem Raum.
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Bei der in Abb. 4 beispielsweise dargestellten hauptsächlichen Ausführung
des Erfindungsgegenstandes besteht die Abscheidertasche aus einem V-förmig gebogenen
Blechkörper mit dem zweckmäßig etwas nach abwärts geneigten Deckel 10 und den schräg
verlaufenden, am Scheitel 10b zusammenstoßenden Seitenwänden 0a Die vordere Wandfliäche
Ioc des Gehäuses ist offen und dient zum Einlaß der staubbeladenen Gase. Durch den
offenen Boden 10d tritt das gereinigte Gas aus. Zweckmäßig werden die Bodenkanten
10e der Seitenwände wagerecht oder nahezu wagerecht gelegt, so daß die senkrechte
Höhenabmessung der Seiten oa am Scheitel Iob geringer ist als an der Öffnung Ioc.
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Am Scheitel 10b sind die Seitenwände 10a schnabelartig unterhalb
der Kanten 10a nach unten gezogen; durch den so gebildeten V-förmigen Kanal Iof
werden die abgeschiedenen Teilchen in einen Bunker oder Trichter oder in sonst eine
Ablagestelle geleitet. Solche Taschen werden in der gewünschten Anzahl reihenweise
angeordnet (vgl. Abb. 8 bis 1 o) derart, daß sich die senkrechten Kanten der Seitenwände
Ioß berühren und ihre Scheitelkanten mob voneinander getrennt sind, wobei zwischen
den einzelnen Abscheidern mehrere Durchlässe a für das gereinigte Gas offen bleiben.
Die Abscheider können in einfacher Reihe, wie in Abb. 2 und 3 dargestellt, oder
in zwei einander zugekehrten Reihen (Abb. 8) dreifach oder im Kreise angeordnet
werden.
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Dabei ist Vorsorge getroffen, daß die staubbeladenen Gasströme in
das offene Ende der Abscheidertaschen geführt und die gereinigten Gase aus den Abscheidern
in einen Abzug geleitet werden. Unter dem offenen Boden der Taschen befindet sich
ein Aschentrichter, groß genug zur Bildung eines toten Gasraumes, in den die Teilchen
hineinfallen.
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Das Gas selbst strömt über dem Trichter durch die Lücken zwischen
den Abscheidern ab.
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-Bei der Anwendung der Erfindung-an-Lokomotiven nach Abb. I@ 2 und
3 sind mehrere Abscheidertaschen in einer Reihe im vorderen Teil der Rauchkammer
11 unterhalb der Platte 12 vor dem Dampfblasrohr I8 angeordnet. Bei dieser Anordnung
stört der Abscheider weder den Feuerzug noch den Betrieb sonstiger an diesem Lokomotivende
vorgesehener Teile. Eine Führungsplatte 14 mit Öffnung für den Durchlaß des- Abblaserohres
I8 leitet die Feuergase aus den Kesselröhren in die Abscheidertaschen. Das hintere
Ende 4a dieser Leitwand schmiegt sich kurvenförmig
der inneren
Gestaltung der Rauchkammer II an und legt sich gegen die vordere Rohrwand 1 1a Die
vordere Kante ob der Platte 14 ist im wesentlichen gerade und reicht zweckmäßig
etwas über die Unterkanten 100 der seitlichen Taschenwände Ioa hinaus, so daß das
Gas in voller Menge unmittelbar in die einzelnen Gehäuse geführt wird.
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Ein in zwei Taschen b und c unterteilter Aschentrichter (Abb. 3)
bildet einen toten Gasraum unterhalb der Abscheidertaschen zur Aufnahme der aus
den Gasen ausgeschiedenen festen Bestandteile. Dieser Trichter oder Bunker besteht
aus der Rückwand 16, die quer durch die Rauchkammer verläuft und sich mit ihrer
unteren gekrümmten Kante der Rundung der Kammer anpaßt; sie liegt, von der Volxderkante
Ißb der Leitfläche 14 ausgehend, schräg unter den Abscheidern und geht an ihrem
unteren Ende in die dreieckigen Ausläufe I61 über, die durch Öffnungen der Kammer
1 1 hindurchgehen. Eine Vorderwand 17 geht von dem unteren Ende der Scheitelkante
der Rinnen lot aus und verläuft schräg nach hinten. Ihre dreieckförmigen Unterteile
1 7a bilden zusammen mit der Rückwand 16 bzw. deren Ausläufeii 1611 die beiden V-förmigen
Taschen b, c zum Auffangen der Asche u. dgl.
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Die durch das Auspuffrohr 18 aus den Kesselrohren 15 angesaugten
Gase werden infolge der oberen und seitlichen Abschließung sowie infolge der in
der Einströmrichtung spitz zulaufenden Gestalt der einzelnen Abscheider gezwungen,
seitlich und nach unten abzubiegen, wobei sie mit ziemlicher Geschwindigkeit durch
die offenen Böden der Abscheidebehälter in je zwei Teilströmen unter den Kanten
lce der Seitenwände hinweg nach oben in die Lücken a zwischen den einzelnen Taschen
abströmen. Der Gasweg ergibt sich aus dem Pfeil d der Abb. 2. Infolge ihres Gewichts
und Trägheitsmoments suchen die im Gasstrom vorhandenen festen Teilchen ihre anfängliche
Bewegungsrichtung beizubehalten, ohne sich durch den Richtungswechsel des Gases
beeinflussen zu lassen. Die Teilchen werden daher aus dem Gasstrom bei dessen plötzlicher
Abbiegung herausgeschleudert und durch die Seitenwände der Abscheider in die durch
die Scheitelkanten der Behälter gebildeten toten Gasräume geleitet, aus denen sie
durch die Rinnen lot in den Trichter oder Bunker gelangen. Auf diese Weise gelingt
es, praktisch alle festen Teilchen aus dem Gas auszuscheiden. Da die Gase rasch
unter den Bodenkanten Ioe der Abscheiderseitenwände hervorbrechen, wird der größte
Teil der noch in den Gasströmen schwebenden Teilchen herausgeschnellt; was dann
noch in den Gasen zurückbleibt, ist feinster Staub.
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Die Abscheidung der Ascheteilchen wird wesentlich durch die Schwerkraft
unterstützt.
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Die Dreieckform der zwischen den Abscheidertaschen in die obere Rauchkammer
führenden Durchlässe a in Verbindung mit der Dreieckform der Gaswege in den Abscheidern
selbst und ihre hierdurch mögliche gedrängte Anordnung ergibt einen großen freien
Durchgangsquerschnitt, so daß die Gase nur wenig Widerstand finden und der Zugverlust
im Abscheider gering ist.
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Wie Abb. 3 zeigt, sind zwischen den Seitenwänden der äußersten Abscheider
und der Wandung 1 1 der Rauchkammer Füllwände 1511 vorgesehen, die den staubbeladenen
Gasstrom in die Reinigertaschen hineinlenken.
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Um die ausgeschiedenen, noch brennbaren Teilchen der Verbrennung
zuzuführen, wird in an sich bekannter Weise ein mit Abdampf betriebener Strahlapparat
benutzt; da die Dampfabströmung aus den Lokomotivzylindern mit Unterbrechungen erfolgt,
arbeitet auch der Strahlapparat stoßweise. Um die Saugwirkung des Strahlapparates
bis in die Abfallrinnen der Abscheider auszudehnen. befindet sich im Haupttrichter
eine durch die Zwischenwand 171 (Abb. 2 und 5) gebildete Hilfssammelkammer, die
sich von den Vorderkanten der Leitrinnen Iof aus nach abwärts erstreckt. Ein querlaufender
Boden 19 verbindet die Wände 17 und 171 und hat V-förmige Öffnungen zum Anschluß
der Rinnen Iof, die auf diese Weise mit der Hilfssammelwammer in Verbindung stehen.
Von der Platte 17U aus verläuft eine Platte 20 aufwärts, die zusammen mit den Wänden
der Rinnen tof geschlossene Kanäle zum Ableiten der ausgeschiedenen Teilchen in
den Bereich des Strahlapparates bilden. Zweckmäßig gelangt ein zweistufiger Strahlapparat
zur Anwendung (Abb. 6). Die erste Stufe befindet sich an dem Auslauf des Hilfstrichters
und fördert die Teilchen mittels der Düse 24 in die zweite, an der unteren Öffnung
des Haupttrichters vorgesehene Stufe. Die durch die Düse 21 geblasenen Teilchen
nehmen das aus dem Haupttrichter anfallende Gut mit und befördern es in die Leitung
23 (Abb. 2), so daß eine dauernde Entleerung der Abscheider stattfindet. Der Betriebsdampf
des Strahlapparates wird während der Bewegung der Lokomotive, solange diese Dampf
verbraucht, durch das mit dem Abdampfraum e des Zylindergehäuses verbundene Rohr
26 geliefert.
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Um auch beim Stillstand oder Treiben der Lokomotive eine Saugwirkung
zur Abbeförderung der Teilchen zu erzielen, ist eine Hilfsdüse 25 vorgesehen, die
der Abdampfdüse 24 Frischdampf zuführt. Die Düse 25 wird durch die Rohrleitung 2411
gespeist, die von der in das Zugrohr 25 mündenden Blasleitung
25b
abzweigt. Die Rohrleitung 23 verläuft zur Feuerbüchse der Lokomotive (Abb. I) und
gibt-dort die zurückgewonnenen Brennstoffteilchen ab. Der Wasserschenkel 27 an der
Feuerbüchse ist mit dem Durchführungsrohr 27' versehen, durch das' die Leitung 23
in die Feuerbüchse oberhalb des Feuers und unterhalb der Feuerbrücke 28 einmündet,
so daß die Teilchen über das Feuer ausgebreitet werden. Das Rohr 23 paßt nur lose
in das Rohr 27', infolgedessen wird Luft zur Verbrennung der Teilchen mit in die
Feuerbüchse gesaugt. Statt in die Feuerbüchse können die Teilchen aus den Abscheidern
auch in den Aschkasten 29 geleitet werden, wie in Abb. I durch das gestrichelt gezeichnete
Rohr 23a angedeutet. -Abb. 7 veranschaulicht die Erfindung im Rauchabzug eines mechanisch
beschickten Wasserrohrkessels. Um die erforderliche Anzahl Abscheidertaschen zu
schaffen, sind diese in zwei einander abgekehrten Reihen, die mit den Scheitelkanten
zusammenstoßen, angeordnet, wobei diese Reihen durch die Wand 30 aneinandergehalten
werden. Die Wand 30 verläuft ein gewisses Stück bis unter die Fallrinnen und ragt
in einen darunter befindlichen Trichter oder Sammelbehälter hinein.
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Zur Zuleitung der zu reinigenden Abgase dienen die nach aufwärts gerichteten
und nach außen geneigten Kanäle g und h, die von den. äußeren Wänden 3I, 3Ia und
den Innenwänden 32, 32a gebildet werden. An den unteren Enden stehen die Innenwände
32, 32a mit dem gewölbten Boden 33 in Verbindung, der in gewissem Abstand über den
Kesselräumen angeordnet ist und die Gase in die Kanäle g, lt ablenkt. Nach den Abscheidern
zu sind die Wände der Zuleitungskanäle g, h nach innen und etwas nach unten abgebogen,
wie Abb. 10 zeigt. Der Bunker unter den Abscheidern besitzt die beiden V-förmigen
Taschen 35, 35a (Abb.Ir) mit den schrägen Vorder- und Rückwänden 36, 37 und den
ebenfalls schräg liegenden Seitenwänden 38, 39. Diese Trichter bilden einen toten
Gasraum zur Aufnahme der Abscheidungen. Aus den Trichtern 35, -35ß führen Leitungen
40 in ein gemeinsames Rohr 41 (Abb. 7 und II) zur Abführung der ausgeschiedenen
Flugasche. Zweckmäßig ist das Ende der Leitung 41 abgeschlossen, so daß der normale
Schornsteinzug nicht beeinträchtigt wird. Die Wände 3I, 32 und 3 in, 32a bilden
einen solchen Austrittskanal, daß die Gase in einem verhältnismäßig langen -wagerechten
und dünnen Schleier in die Abscheidertaschen einströmen. Infolgedessen und wegen
der plötzlichen Abwärtsbiegung des Gasstromes durch die Abscheider werden die festen
Teilchen im Gas in die Scheitelkanten der Abscheider getrieben, wie oben beschrieben,
wo die erste Ausfällung stattfindet.
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Leichte Teilchen scheiden sich aus den durch die Seitenwände aufgeteilten
und dann wie der nach oben gehenden Gaszweigströmen ab.
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Nach Abb. 12 ist der Abscheider unter dem letzten Feuerkanal eines
Wasserrohrkessels eingebaut. Die Taschen sind auf dem Träger 45 gelagert und an
den Scheitelkanten mittels der Hakeneisen 46 am Träger 47 aufgehängt. Die Deckelwände
10 der Abscheider sind bei 1 0 bis zu der Lenkwand 49 verlängert und an dieser Stelle
zum Durchlaß der Kesselröhren 48 ausgespart. Die Abscheidungen sammeln sich unter
den Taschen an und werden von Zeit zu Zeit entfernt. Der Weg der Gase ist durch
die Pfeiles bezeichnet.