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Vorrichtung zum Abscheiden von festen und flüssigen Bestandteilen
aus Gasen oder Dämpfen mit Hilfe von Fliehkraft Die nachstehend beschriebene Vorrichtung
dient zum Reinigen von Gasen oder Dämpfen von festen oder flüssigen Bestandteilen
ohne Verwendung von Elektrizität oder von Flüssigkeiten.
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Abscheidevorrichtungen die nach dem elektrostatischen Prinzip arbeiten,
haben den Nachteil, daß die Anlagekosten verhältIzismäßig hoch sind. Beim Naßverfahren
werden, insbesondere wenn Rauchgase gereinigt werden sollen, durch Abkühlung Anfressungen
an den Werkstoffen hervorgerufen. Außerdem wird durch den anfallenden Schlamm der
Betrieb belastet, da diese Schlammwasser großen Klärbecken zugeführt werden müssen.
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In dem für trockenmechanische Abscheidung viel verwendeten Zyklon
werden dagegen große Gasmengen in nur einer und somit zu dicker Schicht behandelt,
so daß es nicht gelingt auch die in den inneres Schichten schwebenden Teilchen restlos
an den äußeren Mantel des Abscheiders heranzuführen, von wo sie in spiralig, er
Bewegung nach der Entleerungsöffnung hin abgleiten können.
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Der Abscheidevorgang wird in solchen Vorrichtungen noch dadurch erschwert,
daß, sobald die innere Gasschicht den unteren Rand des Abzugsschlotes erreicht hat,
die Staubteilchen durch die saugende, aufwärts gerichtete Strömung des austretenden
gereinigten Gases zum Teil mitgerissen werden. Auch erschwert die tangentiale Zuführung
des Gemischstromes den Einbau an beliebigen Stellen einer Rohrleitung. Werden mehrere
Zyklone neben-oder hintereinandergeschaltet, so werden infolge der durch die Regelung
des Gasstromes bedingten verwickelteren Bauweise die Anlagekosten gesteigert und
der Gesamtwiderstand der Anlage erhöht.
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Es sind schon Abscheider bekanntgeworden, in denen zur Beseitigung
dieser vorgenannten Mängel die Reinigung in Teilgasströmen vorgenommen und eine
schärfere Trennung zwischen Gas und den ausgeschleuderten Bestandteilen durch den
Einbau besonderer Leitflächen angestrebt wird. Dadurch wird zwar etwas besser als
bisher eine wirksame Trennung der festen und flüssigen Bestandteile von den Gasen
oder Dämpfen erzielt. Die Ableitung des Reingases geschieht jedoch noch immer aus
allen oder aus Gruppen von Teilschichten, d. h. aus Zonen, in denen der Abscheidevorgang
noch nicht beendet ist.
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Diese den bestehenden Abscheidevorrichtungen noch anhaftenden Mängel
sollen mit einer Vorrichtung beseitigt werden, in welcher in der Mitte der Vorrichtung
zuströmende Gase durch nach außen gerichtete gekrümmte und oben und unten von Böden
begrenzte Leitschaufeln geführt werden und unter Umkehrung zwischen den Leitschaufeln
gereinigt nach innen und oben abströmen,
wobei die Verunreinigungen
nach außen geschleudert und einer Sammelkammer zugeführt werden.
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Das Wesen der vorliegenden Erfindung besteht demgemäß darin, daß
in einer solchen Vorrichtung zwischen je zwei langen Leitschaufeln eine kurze Umkehrschaufel
eingebaut ist, die den Zwischenraum in zwei Zellen derart trennt, daß jeder Teilgasstrom
durch die eine Zelle zugeführt und in der anderen nach erfolgter Umlenkung des Teilgasstromes
durch eine über der Zelle im Boden befindliche Öffnung abgeführt wird. Auf diese
Weise werden durch Fliehkraft die aus den Teilströmen auszuscheidenden Bestandteile
an den Flächen der Leitschaufeln entlang geführt, um nach erfolgter Umkehr des Gasstromes
sofort in eine praktisch strömungsfreie, ringförmige Sammelkammer zu gelangen.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
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Es zeigt Abb. 1 einen Abscheider in senkrechtem Schnitt nach Linie
A-B der Abb. 2, Abt 2 zwei waagerechte Schnitte nach Linie C-D und E-F gemäß Abb.
I.
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Der Abscheider besteht aus einem äußeren Mantel m mit einem zylindrischen
Oberteil und zwei Anschlußstutzen e und et für den zum und abzuführenden Gasstrom,
einen konischen Boden mit Staubablaßöffnung e- sowie einem abnehmbaren Deckel d.
Auf dem Flacheisenring g ruht das ein Ganzes für sich bildende Schaufelgehäuse h,
das sich zusammensetzt aus einer Anzahl kurzer und langer Leitschaufeln k bzw. l
sowie einem flachen unteren und oberen Boden u bzw. o.
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In der Mitte des unteren Bodens u befindet sich ein Kegelstumpft.
Der obere Boden 0 hat eine zentrale Öffnung, die mit dem Gaseintrittstutzen e durch
einen Krümmer lot verbunden ist, sowie eine Anzahl Öffnungen f, durch die das gereinigte
Gas das Schaufelgehäuses wieder verläßt. Je eine kurze und lange Schaufel sind miteinander
verbunden und so angeordnet, daß sie abwechselnd eine Verdichtungszelle v für den
ungereinigten und je eine Ahleitungszelle a für den gereinigten Teilstrom bilden.
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Der Gemischstrom tritt durch den Anschlußstutzen e und Krümmer n
ein und verteilt sich in den Verdichtungszellen v, welche sich nach außen zu hohen,
schmalen Querschnitten verwandeln. Infolge der gekrümm. ten Form der Verdichtungszellen
v erhalten die Teilströme eine kreisende Bewegung.
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In Auswirkung der dadurch erzeugten Fliehkraft werden die spezifisch
schwereren Bestandteile gegen die Zellenwände und an diesen entlang in tote Winkel
w (Fangtrichter) hineingedrängt, die von je zwei Langschaufeln I gebildet werden.
Der Staub wird durch Schlitze s, die durch den Abstand von je zwei Langschaufeln
1 entstehen, sowie durch eine ringförmige Öffnung 51 zwischen dem unteren Rand des
Bodens u und dem Umfang des Schaufelgehäuses aus der Strömung in den darunter befindlichen
Sammelkonus i abgeschieden.
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Die gereinigten Teilströme erfahren in diesen am äußeren Umfang gelegenen
und stark erweiterten Querschnitten eine völlige Umhehrbewegung, wodurch die Staubteilchen
die nötige Verweilzeit erhalten, sich von der Strömung zu trennen.
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Dies kann noch dadurch erleichtert werden, daß eine Entlüftungsleitung
ü zwischen dem Ringraums und dem Austrittsstutzen e1 hergestellt wird, so daß im
ersteren die Tragfähigkeit des Gases um die Widerstandshöhe des Schaufelsystems
herabgemindert wird. Die Teilströme verlassen durch die Ableitungszellen a und die
Öffnungen f das Schaufelgehäuse, um durch den Austrittsstutzen e weitergeleitet
zu werden.
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Die konzentrische Anordnung der Leitschaufeln gestattet, die Verstellbarkeit
für schwankende D urchflußmengen mit einfachen Mitteln durchsufüliren, indem die
langen Schaufeln 1 am oberen Boden 0, die Umkehrschaufeln k am unteren Bodenart
fest angeordnet sind. Der untere Boden wird zu diesem Zweck auf einem Stützlager
oder auf Rollen leicht drehbar gelagert und mittels angelenkter Hebel von außen
bewegt. Schwankungen in der Durchflußmenge können selbsttätig ausgeglichen werden,
indem auf die Schaufeln entsprechende Widerstände zur Einwirkung gelangen.
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Die Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung ist auch geeignet für
die Reinigung von Frischdampf, um Wasser und Fremdstoffe, wie Kesselschlamm u. dgl.,
aus dem Dampfstrom zu entfernen, wodurch die Turbinenschaufeln, Absperrorgane und
andere hochwertige Betriebsmittel länger gebrauchsfähig bleiben.
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Bei neuzeitlich betriebenen Verdampfanlagen, z. B. den zum Eindicken
von Zuckersaft dienenden Schnellumlaufverdampfern, dient der Apparat zum Auffangen
des von dem Brüden mitgerissenen Zuckersaftes, der ohne diesen in den Kondensatoren
verlorengeht oder in dem als Speisewasser verwendeten Kondensat die Heizflächen
der Kessel verkrustet.