DEC0000565MA - Verfahren und Vorrichtung zur Ausscheidung von in Gasen oder Gasgemischen suspendierten feinen festen, flüssigen oder nebelförmigen Teilchen - Google Patents

Description

I/f

Goopagale des Mutans: ά*Overpelt-Lommel et de Corphalie, Sociltfe Aooqyme₉ 0v»rpeltHle8<-9ee:c$elt«

Verfahrentffeur Ausscheidung von In Gasen oder GasgeruiscIien GUBpendlerten feines foeten, flüesigen oder nebeiförmigen Toilclien·

Die Erfindung bezieht eich auf die Abscheidung von teinverteiltea la Gasen suspendiertem Stoffen.

Die mechanisch betriebenen Staubabscheider zerfallen

im allgeaeinea la 2 ^sSjpmi₉ den SykXea-f und den Ventilator-

BeiB Cyklon-Typ wi:e€ da© staabiialtige Gas' durch Anwendung von Ueberdruck oder Ilnterdruek gezwuagen, mit grosser Geschwindigkeit tri einer KyliMrisehea lamer UagaXmfen_t. wobei sieb, durch Wirkung der Zentrifugalkraft die Staubteilchen an des» Peripherie der Kammer saiameln, während das staubarzae bzw. von Staub befreite Gas aus dei? Kitte der Kammer abgeführt wird.

Beim Yeatllatertyp wird dae staubhaltlge Gas in die Axialzone eines Zentrifugal ventilators eingeführt ₉ der dweh seinen Umlauf die Staubteilchen as die Peripherie wirft. Durch geeignete Forsigebung der Sohaufel und Seitoeeke kann man eine ausreichende Abseheiduag der Staubteilchen aus dem Gas erzielen.

Die vorstehend ©wähnten Apparate Vef^tIeihea den zu entstaubenden Gasen grosse Geselawiadigkeit_r damit auch feilchen von kleinen Abmessungen ausgeschieden werden können«; Um fet» et**, zu entstaubende»Gas As die e rforderlichen hohen Geschwindigkeiten zu-»^eiiSeÄg ist ein hoher Aufwand an Antriebskraft erforderlich.

Gegeastaad vorliegender !•,Vfiadung ist ein Verfaiiren und eine Vorricatung aar Abscheidaag von in feiner Verteilung in Gasen Saspendiertea₈ festen» flüssigen and andersartige«., z.B. pastenartigen Stoffen. Sef in&ungs gemäss vjird ein umlaufendes, mit Flügeln ο«dgl, versehenes, aachstehend als "Rotor" bezeichnetes Organ verwendet, in dem das von suspendierten Inhaltsatoffen zu befreiende Gas von der Peripherie entgegen der Airkung der Zentrifugalkraft nach der Axialzone strömt. Der Rotor kann im Innern von zwei benachbarten Kammern in einem Durchbruch der Trennwand derselben derart angeordnet sein, dass das in die eine Kanuaer einströmende Gas von der Peripherie her in den Rotor eindringt, von dort nach der axial Zone strömt und aus dieser in die aweite Kasuner abströmt.

Die Geschwindigkeit des Hotors ist weitgehend unabhängig von der Menge des in der Zeiteinheit einströmenden zu reinigenden Gases, dessen Druck beim Eintritt in den Rotor dem beim Verlassen des Rotors obwaltenden Druck praktisch entspricht.

Besonders vorteilhaft hat sich die Erfindung bei der Kondensation metallischer Dämpfe, insbesondere von Zink- und Kadmiumdämpfen erwiesen.

Die beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen Ausfiihrungsformea der !Srfinduag la sstaktstee ,3 ©hepatischer Darstellung.

Pig.1 zeigt eine Ausführungsforr-i der Erfindung im

Schnitt.

Fig. 1a ist ein Schnitt nach χ - χ der Fig.1.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform im Schnitt.

Fig. 2 a ist ein Schnitt nach y - y der Fig. 2.

Fig. 5 veranschaulicht einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform.

Fig. 3 a zeigt die Ausführungsform nach Fig. 3 in Draufsicht.

Fig. 4 zeigt eine Apparatur für die Kondensation von Metalldämpfen, insbesondere Dämpfen von Zink oder Kadmium mit einer Vorrichtung aar Absehöidung von letalltröpfchen aus des Gasen.

Daa Abscheideorgan gemäss Irfindang ist ein Rotor_f der aus einer Achse a und radial aa der Achse angeordneten Flügeln t besteht, die gegebenenfalls auch ein geeignetes Kurvenprofil

besitzen körnen« Der Hotor ist durch einen oberen kreisrunden Boden b und einen unteren kreisrunden Bog^en b abgeschlossen« Die Flügel c erstrecken 3ich von der unteren Bodenplatte b bis zu der oberen Platte b über dia gesamte Höhe des Rotors, Zwischen der Achse a und den Innenkanten der Flügel 0 befindet sich ein axialer zylindrischer Hohlrania.

Der Rotor ist zwischen zwei benachbarten Kaauaern d and e derart angeordnete, dass er durch den kreisförmigen 'anschnitt der Trennwand der beiden Kammern derart geführt Ist₉ dass sich sein ©ines lad© in die ein© Kamiaer₈ das andere Ende in die andere Kaimaer erstreckt« Hierbei ist das Spiel arischen dem kreisförmigen Ausschnitt der Trennwand und dem durchgeführten Rotor nur ebenso gross, wie es zur Umdrehung unerlässlich ist.

Bei dem Aueföhrungsbeispie1 nach Fig. 1 ist der Rotor derart durch den kreisförmigen Ausschnitt der Trennwand f zwischen der oberen Kammer e und der unteren Kaxaaer d geführt, dass sich die obere Hälfte des Hotors in die Obere₉ die untere Hälfte dea Eotors in die untere Kammer erstreckt und der .Rotor die einzige Verbindung zwischen den beiden Kfimmern bildete Der Ural auf des Rotors wird durch geeignete auf die Achse a tv irkende Aatriebsiaittel_g z.B. in - η bei Fig. 1, bewirkt. Die Umdrehungsgeschwindigkeit des Rotors steht in keiner Beziehung zu der Strömungsgeschwindigkeit des behandelten Gases. Die mit Staubteilchen oder feinen Tröpfchen beladenen Gase werden durch die Oeffnung ρ in die untere Kammer d eingeführt. Da der Boden b den Rotor nach unten absOhliesst₉ können die Gage nur von der Peripherie her in den Rotor einströmen., Die Gase '.verden durch die schnelle Drehbewegung des liotors mitgerissen und entgegen der Wirkung der Zentrifugalkraft in den Ianenraum des Rotors geführt, während die Staubteilchen oder Tröpfchen, nach aussen gegen die «andongen der unteren Kaiaiaer d geschleudert «erden, woselbst sie sich zu grösseren üeilchen oder Tropfen vereinigen und durch den Trichter j nach unten fallen. Die im Unterteil des Rotors von feinen Jtmibteilchen

und Tropfehen befreiten (.Jase strömen ia der Hauptsache durch die axiale Soae in des. in der oberea Kamraer e befindlichen Obarteil des Ilotors and gehen von da in Sichtang nach der Peipherie des Rotors in die obere ICaiamer e, von der sie in Ffeilrichtaag abströmen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 und 2 a ist zwecks besserer Abdichtung der beiden Kammern voneinander eine zylindrische Scheidewand s vorgesehen, welche sich von der Trennwand zwischen den beiden Kaiamern nach unten erstreckt, Der Einlass ρ für die Gase ist bei dieser /Lusführungsform so angeordnet , dass die zu reinigenden Gase tangential in die unten Kaanaer d ia der Drehrichtung des Hotors einströmen,, und zwar in der Höhe der Scheidewand S₀ In entsprechender V/eise ist der Gasauslass q angeordnet, durch den die gereinigten Gase aus der oberen Kammer e tangential abströmen» Bei der Ausführungsform nach Pig_e 3 und 3a strömen die

au reinigenden Gase durch den Einlass ρ in die ICaimer d, aus der sie von der Peripherie her in den Rotor einströmen. Bei

werden

dieser Ausführungsform gatea die gereinigten Gase mit Hxlfe eines Ventilators ν durch Rohr g*. at ■e

gehen durch Gasauslass q ab.

Fig₄ 4- veranschaulicht die Anwendung der Erfindung bei der Kondensation von Zinkdampfen. Hierbei gehan geht das Gas-Dampf-Gemisch durch den Einlass g in den !Condensationsraum d. Nachdem das Gas-Dampf-Gemisch den Kondensationsraua d durchströmt hat, dringt es von der Peripherie her in den Rotor ein, .in dem es zur axialen Zone strömt. Das gereinigte Gas steigt parallel aar Achse in die Höhe und verlässt den Oberteil des Rotors₆ um in die Sajraaer e einzuströmen, von der es in Ffeilriclitung abgeht. Bei dieser Apparatur ist der Kondensatorraum ρ von von der Ga sauslas skassaer e durch die Zwischenwand f getrennt, in deren Ausschnitt der Rotor derart eingebaut Iat₈ dass er den einaigen Verbindungsweg zwischen dem Kondensatorraum d und der Gasauslassksmiaer e darstellte

Bei dieses? Arbeitsweise kommen die Gase mit einer temperatur von etwa 48o° beim Entstauber an. Bei dieser Temperatur ist die Kondensation praktisch VOllstaadlg₉ jedoch bleibt immer noch eine nicht unbeträchtliche Menge von Zink als feine Tröpfchea und flussigte itsbläschen in dem Gasstrom suspendiert,

Iafolge der Wirkang der Zeatrifagalkraft werden diese ^r£röpfche: and Bläschen aua dem Unterteil des Hotors abgesohleädert.BEia Aaeinaaderstossen und Anstoss an die 'wandungen f Hessen sie au grösseren Tröpfchen zusammen, welche in das Zinkbad fallen. Die den Rotor passierende Zinkaenge ist so gering, dass sie praktisch vernachlässigt werden kann« Gelbstverst iadlich könne] auf einera Kondensator auch mehrere .Tintstäuber gegebenenfalls ti Reihen vorgesehen sein.

".Der Rotor gemäss Irfindaag_t wie er z.B. in den Fig. 1 und 2 zwischen den Kammern d und e vorgesehen ist, hat in seinem unteren und seinem oberen Teil die wirkung von zwei sich in entgegengesetztem Sicm drehenden Zentrifugalventilatoren«, deren die Gase treibende Drucke sich aufheben. Der Druckunterschied zwischen den Kammern d und θ entspricht nur dem Ladunga« verlust entsprechend dem Durchgang der entstaubten Gase durch das Innere des Hotors_e Es genügt, dem Rotor einen für die Ausflussmenge des au reinigenden Gases ausreichend grossen Durch™ gangsquerschnitt zu geben» um dem Gas eine dem erwünschten Ladungsverlust entsprechende geringe Portbewe gong«goschwindigkei 1 zu geben. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, mit Lm&£- Verlusten zu arbeiten, die etwa 1 bis 5 sun Wassersäule entsprechen. Unter diesen Bedingungen ist die Antriebskraft, abgesehez von Reibungsverlusten darauf beschränkt, der den Motor durchströmenden Sasaasse eine Uklaufgeschwindigkeit zu ertoilea, welche der 'Jmdrehuugsaahl des Rotors entspricht. Wenn jedoch, wie es meistens der Fall ist, der Gaaumlauf_s in den der Rotor eingeschaltet ist, einen Unterdruck oder Druck aua Antrieb des Gases verlangt, kann man. diese Energie in Druck oder Unterdruck umwandeln, indem man den Teil der Flxigel₈ die sich in der oberen Kamiaer bewe?en, so ausbildet, wie es bei Tantilatoren von grossem. Wirkungsgrad üblich ist, oder man ersetzt die obere Kaifimer durch eine Ilotorschaecke des Ventilatory ν (vgl. Fig_e 3),

Der Entstauber gemäss Erfindung bietet gegenüber den bekannten mechanischen Entsfaabem den Torteil₉ dass die wirksame Zentrifugalkraft von der Durchgangsgeaehwindigkeit des Gases und daher auch von dem Durehsata der in^ dem Gas suspendierten Teilchen unabhängig 1st. Die EatsaakMs-erfolgt

durch Ausschleudern der zu beseitigenden Teilchen.

Die Erfindung bietet u.a. folgende Vorteiles

Die HotationsgeschwAndigkeit und folglich a ach. die Zentrifugalkraft für die .Entstaubung sind unabhängig von dem Durchsatz des Gases» Ea kann infolgedessen bei jeder Durchsatzmenge eine bestmögliche Ahtstäubung erzielt werden»

Geminachtenfalls kann jede druckdifferenz zwischen ZiUfluaskaTgmer und Abflusskaamer der Apparatur TOrmieden werden und zwar unabhängig von Aenderungen der Suflussiaenge4 es genüg' hierfür eine gleichartige Ausbildung des Sotox^aS über seine gan: Länge und eine derartige /Inordnung_s dass sich eine Hälfte des Rotors in der einen Kaanaer₉ die andere Kalfte in der anderen Kamaer befindet.

Der Energieverbrauch ist sehr gering.

Durch grosse Rotationsgeschwindigkeit und einen DurchT gross

messerj der so/gewählt Ist₈ wie es die Baustoffe des Rotors gestatten kann man eine so starke Zentrifugalkraft erhalten,, wie sie bei anderen Apparaturen nur durch Aufwendung einer untragbs ren Antriebsenergie erreicht werden kann. Man kann infolgedesae ausserordentlich '«irksame Entstäubungen erzielen und selbst ultrafeine Staubteilchen in wirtschaftlich befriedigender .-veise ausschleudern.

Die Erfindung eignet sich zur .·'abscheidung von festen Teilchen» pestenartigen Teilchen, flüssigen Tröpfchen oder Hebe aus Gasen oder Gasgemischen beliebiger Art. Me gezeichneten AusfiIhrungsforiaen stellen nur Beispiele dar, die nach verschiedenen Sichtungen hin modifiziert werden können. So kann z.B. die Achse des .Motors vertikal, horzontal oder geneigt angeordnet sein. Die flügel können eben oder gebogen, radial oder nach vorne oder nach hinten schräg gestellt sein; sie können sich sax bis zur Achse erstrecken oder einen Singraum durch die Achse freilassen. Ihre Stärke kann gleichaässig oder verschiedenartig sein. Der Durchgang der Gase kann aufsteigend, horizon tal oder absteigend sein. lau kann den Peil des Hotors, der sie in die -ⁱUia gangskamiaer erstreckt, in einen Ventilator von grosse Wirkungsgrad umwandeln und die Ausgangskaaiaer z.B.durch eine entsprechende Sohrschnecke ersetzen und hierdurch den gewünschten Bruck oder Unterdruck erzeugen.

Man kann aich die "beschriebenen einheitlichen Apparat® durch eine Koahination von zwei getrennten App»;rs tea ersetzen, a,B«derart, dass der eine als Zentrifuge wirkt, in welche das Gas entgegen der »virlcung der Zentrifugalkraft von der Peripherie aar Achse strömt, während der zweite als Ventilator wirkt Lmd die Gase durch die Zentrifuge saugt.

Die Krfinduag eignet sich auch f'ir chemische and metallurgische Zwecke₈ z.B. zur Behandlung von bei ras t al 1 ur g i s c hen Vorgängen auftretendem Gas oder Rauch. Als Beispiele seien genannt: bei der katalytischen Herstellung von 3chwefelsäure das Ausschleudern der in den Gasen suspendierten feinen Schwefiääuretröpfchen. Bei der Metallurgie des Zinks das Ausschleudern der feinen flüssigen Zinktröpfchen, die in Kohlenoxyd oder Gemischen von Kohlenoayd und anderen he iss en Gasen₈ wie solche bei der Reduktion von Zinkeraen mit anschliessender¹ Abkühlung anfallen, suspendiert sind. Beim Abrösten schwefelix^ltiger TSrze zur Entstaubung der heissen schwefelhaltigen Röstgase®

Claims (5)

PA.73696M1t50 Patent ansprüche

1. ) Verfahren zur Aussehsidung von in Gasen oder Gasgemischen suspendierten feinen festen flüssigen, oder neb eiförmige η Teilohen₉ dadurch gekennzeichnet, dass di® Gase durch ©inen mit Flügeln o.dgl. versehenen Rotor geleitet werden, in den die Gas· von der Peripherie her entgegen der Wirkung der Zentrifugalkraft in Richtung nach der axialen Zpne eingeleitet werden»

2. ) Verfahren nach Anspruch I_t dadurch gekennzeichnet₍ dass die Gase mit einer Strömungsgeschwindigkeit in den lotor einga führt werden, die unabhängig ist, von der Umlauf age schwindigkeit des Rotors, so dass die Gasdrucke beim Eintritt und beim Verlassen des Hotors praktisch gleich gehalten werden können.

3. ) Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gase, nachdem, sie in Richtung von der Peripherie zu der Achse eingeströmt sind, von einem in das Ausgangsrohr eingebauten Ventilator abgezogen werden.

4. ) Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 und 2, bestehend aus zwei benachbarten Kammern, in deren Trennwand ein mit Flügeln versehener Hot or mit kleinem Spiel zwischen Flügeln und Oeffnung in der Trennwand derart eingebaut ist, dass die Achse des Rotors ungefähr senkrecht zur Trennwand steht und dass die in die Einlasskammer eingeführten Gase den Rotor von der Peripherie her entgegen der Wirkung der Zentrifugalkraft in Richtung zur axialen Zone durchströmen müssen, um danach in die zweite Kammer zu gelangen.

5. ) Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Enden des Rotors sicn derart in die beiden Kammern erstrecken, dass die Gase gezwungen sind, aus der Einlasakammer durch die Peripherie des Rotors nach der axialen Zone zu strömen und die gereinigten Gase den sieh in die Auslasskammer erstreckenden Teil des Rotors von der 4pc±alen Zone nach der Peripherie strömend, verlassen.