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Desintegrator Die Erfindung bezieht sich auf einen Desintegrator zum
Al)sondern von festen und auch flüssigen Fremdstoffen aus Rohgasen und Rohgasmischungen,
bei dem eine Vermischung des Rohgasstromes mit einer NVaschflüssigkeit stattfindet
und der so gemischte Rohgasstrom durch mechanische Mittel häufige Geschwindigkei
ts- und Richtungsänderungen erfährt.
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I)esintegratoren dieser Art werden insbesondere auf Hüttensverken
zum Reinigen von Gasen und Gasmischungen aller Art verwendet. Das Grundprinzip dieser
Desintegratoren beruht auf der Herbeiführung und Aufrechterhaltung von relativen
Geschxvindigkeiten des Gasstromes und der eingespritzteil B7aschflüssigkeitsteilchen.
Es sind Desintegratoren der erähnten Art bekannt, hei denen diesem Grundsatz durch
Anwendung des Gegenstromprinzips Rechnung getragen ist. Diese Relativgeschwindigkeiten
wurden jedoch bei den bekannten Desintegratoren dadurch erreicht, daß man den Rohgas
und Waschwasserstrom in roher Weise mittels unprofilierter Schlagstäbe und gelochter
Bleche durchwirbelte, ohne dabei auf eine geordnete Strömung zu achten. Das führte
zu einem ungewöhnlich hohen Leistungsverbrauch. Außerdem war es sehr schwierig,
sichere Berechnungsgrundlagen festzulegen.
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Die genannten Mängel werden nach der Erfindung grundsätzlich dadurch
vermieden, daß die die Geschwindigkeits- und Richtungsänderungen des Rohgasstromes
hervorrufenden mechanischen Mittel aus einander abwechselnden, während des Be-
triebes
feststehenden urid umlaufenden Schaufelkränzen bestehen, die nach strömungstechnischen
Gesichtspunkten profiliert sind. Auf diese Weise wird der Rohgasstrom in genau kontrollierbarer
Weise innerhalb des Reinigungsbereiches geführt und durch den Wechsel von feststehenden
und umlaufenden Schaufelkränzen ständig beschleunigt, umgelenkt und verzögert, und
zwar in einer für jeden Einzelfall sicher zu berechnenden Weise. Es kann daher ein
Höchstmaß des Reinigungseffektes verbunden mit einem Mindestmaß an Kraftverbrauch
erreicht werden.
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Besondere Vorteile werden nach der Erfindung dadurch erreicht, daß
die Schaufelkränze axial hintereinander angeordnet sind. Es ist auf diese Weise
eine den Wirkungsgrad stark herabsetzende radikale Umlenkung des Gasstromes im Reinigungsbereich
vermieden; der Rohgasstrom wird vielmehr grundsätzlich axial durch die einzelnen
Schaufelkränze hindurchgeführt, wobei lediglich innerhalb dieser allgemeinen Richtung
die für den Reinigungseffekt notwendigen Richtung und Geschwindigkeitsänderungen
in dem vorbestimmten Rahmen eintreten.
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Es hat sich herausgestellt, daß der Reinigungseffekt besonders dann
im Sinne der Erfindung gefördert wird, wenn die Schaufelkränze mit Turbinen- und/oder
Gebläseschaufeln besetzt sind. Mit so ausgebildeten Schaufelkränzen lassen sich
die gewünschten Zielsetzungen besonders gut erreichen.
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Dabei ist es im Sinne der Erfindung unerheblich, ob etwa nur Gebläseräder
oder etwa nur Turbinenräder oder auch Gebläse- und Turbinenräder zusammen verwendet
werden. Wie diese Räder im Einzelfall zusammenzustellen sind, hängt davon ab, welche
Betriebsverhältnisse jeweils vorliegen.
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Eine weitere Verbesserung ist nach der Erfindung dadurch erreicht,
daß die zur Erzeugung der reinigenden Flüssigkeitstropfen dienenden Einspritzdüsen
in den Schaufeln der feststehenden Schaufelkränze vorgesehen sind. Durch die Unterbringung
derEinspritzdüsen in diesen feststehenden Schaufeln wird einmal Raum eingespart,
sodann aber sind die Düsen auch an die Stellen verlegt, wo die günstigste Relativgeschwindigkeit
zwischen Rohgasstrom und Waschwassertröpfchen gewährleistet ist. Zweckmäßig sind
die Flüssigkeitsdüsen auswechselbar angeordnet, damit die Reinigung und ein etwa
notwendiger Ersatz leichter durchgeführt werden kann.
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Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform als Beispiel der Erfindung
dargestellt.
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Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen axialen Schnitt durch
die dargestellte Ausführungsform; Fig. 2 ist die Draufsicht auf die Darstellung
nach Fig. I ohne das obere Abschlußblech; Fig. 3 zeigt in größerem Maßstabe einen
Querschnitt durch einen Teil des Desintegrators nach Fig. 1.
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Der dargestellte Desintegrator besteht aus einem zylindrischen Gehäuse
I, einem Aufsatz 2 und einem Trichtergehäuse 3. Der Aufsatz 2 ist mit einem Flansch
4 versehen, an dem die Rohgaszuleitung angeschlossen ist. In dem zylindrischen Gehäuse
1 sind axial hintereinander und einander abwechselnd umlaufende SchaufeLkränze 5,
6, 7 und feststehende Schaufelkränze 8, 9, IO angeordnet. Der Antrieb der umlaufenden
Schaufelkränze erfolgt über eine Welle I I von einer Scheibe I2 aus. Die inneren
Schaufelkranznaben bilden eine Zylinderwand I3, die zusammen mit dem zylindrischen
Gehäuse einen ringförmigen Strömungskanal I4 für den Gasstrom bildet. Der Strömungskanal
I4 findet im Trichtergehäuse 3 seine Fortsetzung in dem ebenfalls ringförmigen Kanal
I5. Unterhalb des Kanals I5 befindet sich eine Siebwanne I6. Oberhalb der Siebwanne
I6 ist in dem Trichtergehäuse 3 eine Abzugsöffnung I7 für das gereinigte Gas vorgesehen.
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Am unteren Ende des Trichtergehäuses 3 ist eine Ablaßöffnung I8 für
das Schlammwasser vorgesehen.
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Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der umlaufende Schaufelkranz
5 als Turbinenrad ausgebildet, während die umlaufenden Schaufelkränze6 und 7 die
Form eines Gebläses haben. Die feststehenden Schaufelkränze 8, 9 und IO dienen als
Leiträder. In dem Aufsatz 2 ist noch ein weiterer Leitschaufelkranz 19 angeordnet,
der während des Betriebes ebenfalls feststehen, jedoch verstellt werden kann.
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An den Stellen der feststehenden Leitschaufel kränze 8 und 9 sind
außen an dem zylindrischen Gehäuse I Ringkanäle 20, 2I angeordnet, die einerseits
durch Leitungen 22 und 23 mit einer gemeinsamen Druckflüssigkeitsquelle und anderseits
mit Düsen 24 in den Schaufeln der feststehenden Schaufelkränze 8 und 9 in Verbindung
stehen. Ein ähnlicher Anschluß ist durch die Leitung 25 und einen Ringkanal 26 in
bezug auf das Düsensystem 27 des Schaufelkranzes 19 hergestellt.
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Das Rohgas strömt tangential durch eine sich verengende spiralförmige
Leitung 28 in den Desintegrator ein. Das herangeführte Rohgas wird zwischen den
feststehenden Schaufeln 19 hindurch in die axiale Richtung gelenkt, wobei der Gasstrom
einen Vordrall erhält. Während des Durchganges zwischen den Schaufeln 19 beginnt
die Durchmischung des Gasstromes mit Flüssigkeitströpfchen, die durch die Düsen
27 seitlich in den Gasstrom eingespritzt werden. Der axial umgelenkte Gasstrom passiert
nun die Turbinenstufe 5, in der der Gasstrom eine Beschleunigung in Empfangsrichtung
erhält. Dabei findet gleichzeitig eine Richtungsänderung statt.
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Der Gasstrom muß nun durch den darunterliegenden feststehenden Leitschaufelkranz
8 entweichen. Hier erfolgt eine erneute Durchmischung mit Wassertropfen. Außerdem
findet wieder eine Richtungsänderung und in diesem Falle eine Geschwindigkeitsverringerung
statt. Der Gasstrom passiert nun nacheinander die Gebläsestufe 6, den Leitschaufelkranz
9, die Gebläsestufe 7 und den Leitschaufelkranz IO. In denGebläsestufen 6 und 7
findet jeweils eine Druckerhöhung statt, die im wesentlichen dazu dient, die Reibungswiderstände
in den Leitungen zu überwinden. Bei jedem Übergang von einem Schaufel-
rad
zum anderen erfolgt jeweils eine Richtungsänderung und eine Geschwindigkeitsänderung.
Da die Flüssigkeitstropfen infolge ihrer größeren Schwere diesen ständigen Geschwindigkeits-
und Richtungsänderungen nicht in der gleichen Weise folgen können wie die Gas- und
Staubpartikelchen, erfolgt eine ständige Erhöhung der Relativgeschwindigkeiten zwischen
Gasstrom und Wassertropfen.
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Das führt zu dem besonderen Reinigungseffekt, der den Desintegrator
nach der Erfindung auszeichnet.
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Die Flüssigkeit, die inzwischen die festen oder flüssigen Fremdstoffe
des Rohgases in Form von Staubteilchen u. dgl. aufgenommen hat, fließt durch die
Siehwanne I6 hindurch in den unteren Teil des Trichtergehäuses 3 ab und von dort
durch die C)ffnung 18 hindurch nach außen. Das gereinigte Gas zieht durch die Austrittsöffnung
17 ab. An Stelle der einfachen Siebwanne I6 kann auch ein besonderer Wasserabscheider
treten.
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Die Zusammenstellung von Turbinen- und Gebläsestufen erfolgt jeweils
nach den vorhandenen Betriebsverhältnissell. Steht z. B. das notwendige Rohgas unter
ausreichendem Druck, dann sind Gehläsestufen üI,erhaupt entbehrlich. Nur dann, wenn
der Anfangsdruck nicht ausreicht, ist es notwendig, innerllall) des Desintegrators
den Druck zu erhöhen, um die Reibungssviderstände innerhalb des /\pl)arates iiberxvillden
zu können.
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An die letzte Stufe kann im Bedarfsfalle noch ein Diftusier angeschlossen
werden, der die für die axiale Strömungsmaschine notwendige hohe Geschwindigkeitsenergie
größtenteils in nutzbare Druckenergie umwandelt.
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Den die Geschxvindigkeits- und Richtungsänderungen des Rohgasstromes
hervorrufenden mechanischen Nfitteln können im Bedarfsfalle eine oder mehrere Turbinenstufen
vorgeschaltet sein, um auf diese Weise zwecks Verringerung des Kraftverhrauchrs
des eigentlichen Desintegrators das in manchen Industriegasen vorhandene erhebliche
physische Wärmepotential auszunutzen.
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Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind die Schaufelkränze
axial hintereinander angeordnet. Für die Zwecke der Erfindung ist aber diese axiale
Anordnungsweise nicht unbedingte Voraussetzung. Die Schaufelkränze können auch in
anderer Weise, z. B. iu Strömungsrichtung' gesehen, nebeneinander angeordnet sein.
Die einzelnen Stufen können auch paarweise zusammengefaßt werden.
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PATENTANSPROCHE: I. Desintegrator zum Absondern von festen und auch
flüssigen Fremdstoffen aus Rohgasen und Rohgasmischungen, bei dem eine Vermischung
des Rohgasstromes mit einer Waschflüssigkeit stattfindet und der so gemischte Rohgasstrom
durch mechanische Mittel häufige Geschwindigkeits- und Richtungsänderungen erfährt,
dadurch gekennzeichnet, daß die die Geschwindigkeits- und Richtungsänderungen des
Rohgasstromes hervorrufenden mechanischen Mittel aus einander abwechselnden, während
des Betriebes feststehenden und umlaufenden Schaufelkränzen (I9, 8, 9, IO bzw. 5,
6, 7) bestehen, die nach strömungstechnischen Gesichtspunkten profiliert sind.