SE426913B - Method and arrangement for separating particulate material from gases - Google Patents
Method and arrangement for separating particulate material from gasesInfo
- Publication number
- SE426913B SE426913B SE8102977A SE8102977A SE426913B SE 426913 B SE426913 B SE 426913B SE 8102977 A SE8102977 A SE 8102977A SE 8102977 A SE8102977 A SE 8102977A SE 426913 B SE426913 B SE 426913B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- gas
- inner tube
- annular channel
- chamber
- tube
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
- B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Cyclones (AREA)
Abstract
Description
8102977-9 l0 15 20 25 30 35 2 utmatas därifrån. Den rena gasen, nu i renat tillstånd, sugs in i den undre änden av innerröret med öppen mynning (rengas- utlopp) och stiger uppåt och lämnar separatorn_vid överdelen. 8102977-9 l0 15 20 25 30 35 2 is discharged therefrom. The clean gas, now in a purified state, is sucked into the lower end of the inner tube with an open mouth (clean gas outlet) and rises upwards, leaving the separator_at the upper part.
I det amerikanska patentet 3 ö3l 657 beskrives en anordning för rening av gas innefattande ett inre kärl inne- slutet i ett yttre kärl. Det inre kärlet är uppdelat i en ren- gaskammare, en mellanliggande inloppskammare och en partikel- uppsamlingskammare. Gas som skall renas matas in i den mellan- liggande inloppskammaren som innehåller ett flertal centrifugal- separatorer exempelvis sådana som visas i nämnda amerikanska patent 3 443 ses. g ' Separatorernas botten kommunicerar med partikelupp- samlingskammaren för att de separerade partiklarna skall av- sättas där. Det inre rengasutloppsröret i de många separatorer- na styr den rena gasen uppåt in i rengasutloppskammaren. Den renade gasen strömmar genom hål i denna kammares sidovägg in i mellanrummet mellan de inre och yttre känlen och utmatas från anordningen genom ett utloppsmunstycke tillhörande ytterkärlet.U.S. Pat. No. 3,065,687 discloses a gas purification device comprising an inner vessel enclosed in an outer vessel. The inner vessel is divided into a purge chamber, an intermediate inlet chamber and a particle collection chamber. Gas to be purified is fed into the intermediate inlet chamber which contains a plurality of centrifugal separators, for example those shown in the said US patent 3,443. The bottom of the separators communicates with the particle collection chamber so that the separated particles are deposited there. The inner purge outlet pipe in the many separators directs the pure gas upwards into the purge outlet chamber. The purified gas flows through holes in the side wall of this chamber into the space between the inner and outer vessels and is discharged from the device through an outlet nozzle belonging to the outer vessel.
' Det amerikanska patentet 2 941 62l visar en annan utföringsform av en känd centrifugalseparator innefattande ett ytterrör och ett inre rengasutloppsrör anordnat koncentriskt däri. Gas som skall renas inträder i en ringformad kanal mellan de inre ochyttre rören med en virvelrörelse som âstadkommes av virvelskovlar. De avskilda partiklarna och spillgaser sjunker till botten av ytterröret och utmatas därifrån medan den rena- de gasen stiger upp genom innerröret och lämnar separatorn upp- till. En liknande separator visas även i-amerikanska patentet 3 066 854.U.S. Patent 2,941,621 discloses another embodiment of a known centrifugal separator comprising an outer tube and an inner purge gas outlet tube disposed concentrically therein. Gas to be purified enters an annular channel between the inner and outer tubes with a vortex motion produced by vortex vanes. The separated particles and waste gases sink to the bottom of the outer pipe and are discharged from there while the purified gas rises through the inner pipe and leaves the separator up to. A similar separator is also disclosed in U.S. Patent 3,066,854.
Flera sådana separatorer är inneslutna i ett enda kärl uppdelat i en central inloppskammare som uppbär separato- rerna och kommunicerar med den inkommande gasen som skall renas, en undre uppsamlingskammare i förbindelse med separatorernas botten för att mottaga utmatade partiklar och spillgas och en övre rengasutloppskammare i förbindelse med det inre utlopps- röret för mottagande av renad gas. Ledningsorgan är anordnade som passerar utanför den övre rengasutloppskammaren och in- leder gasen som skall renas direkt i den centrala separations- kammaren. 10 15 20 25 30 35 8102977-9 De kända centrifugalseparatorerna har även medfört erosionsproblem som förorsakas av återcirkulationen av de se- parerade partiklarna. Det betyder att även sedan partiklarna separerats från gasen voro dessa partiklar fortfarande fångna inuti separatorerna och utsatta för turbulenta krafter som bringar dem att med kraft slå emot och fortsätta att nöta mot separatorns väggar vilket medför svår erosion.Several such separators are enclosed in a single vessel divided into a central inlet chamber which carries the separators and communicates with the incoming gas to be purified, a lower collection chamber in communication with the bottom of the separators to receive discharged particles and waste gas and an upper cleaning outlet chamber in communication with the inner outlet pipe for receiving purified gas. Pipe means are arranged which pass outside the upper purge gas outlet chamber and initiate the gas to be purified directly into the central separation chamber. 10 15 20 25 30 35 8102977-9 The known centrifugal separators have also caused erosion problems caused by the recirculation of the separated particles. This means that even after the particles were separated from the gas, these particles were still trapped inside the separators and subjected to turbulent forces which cause them to forcefully strike and continue to wear against the walls of the separator, causing severe erosion.
Eftersom den renade gasen avgår från separatorns topp medan de separerade partiklarna och spillgasen avgår från sepa- ratorns botten måste även de beskrivna, kända separatorkärlen med nödvändighet ha rengasutloppskammaren ovanför separatorer- na och uppsamlingskammaren under separatorerna. Den kammare i vilken separatorerna är inrymda måste sålunda vara anordnad gmellan de övre och undre kamrarna vilket kräver det komplice- rade arrangemanget av en separat luftinloppsledning för att transportera den partikelbemängda gasen genom den övre rengas- utloppskammaren för att införas i kärlets separationskammare.Since the purified gas departs from the top of the separator while the separated particles and the waste gas depart from the bottom of the separator, the described, known separator vessels must also necessarily have the purge outlet chamber above the separators and the collection chamber below the separators. The chamber in which the separators are housed must thus be arranged between the upper and lower chambers, which requires the complicated arrangement of a separate air inlet line for transporting the particulate gas through the upper purge gas outlet chamber to be introduced into the separation chamber of the vessel.
Syftet med uppfinningen är att åstadkomma ett för- bättrat förfarande och anordning för separation som eliminerar nackdelarna med den kända tekniken. Speciellt åstadkommas en- ligt uppfinningen ett nytt förfarande för att separera partik- lar från gaser samt en förenklad, ekonomisk och hållbar sepa- och som är lätt att underhålla.The object of the invention is to provide an improved method and device for separation which eliminates the disadvantages of the prior art. In particular, according to the invention, a new method is provided for separating particles from gases as well as a simplified, economical and durable separator which is easy to maintain.
Detta åstadkommes enligt uppfinningen genom-att för- farandet och anordningen erhållit de i de följande patent- rator som är ytterst effektiv kraven angivna kännetecknen.This is achieved according to the invention in that the method and the device have obtained the characteristics stated in the following patent rats which are extremely effective.
Vid drift av denenligt patentkraven utformade sepa- ratorn inkommer gas bemängdmed partiklar i överdelen av den ringformade kanalen. Tillhörande virvelskovlar åstadkommer en virvlande gasström. Centrifugalkraften driver de större partiklarna mot ytterröretsinneryta. Dessa avskilda partik- lar sjunker nedför innerytan och inkommer tillsammans med en del spillgas i den undre ringformade uppsamlingskammaren var- ifrån de utmatas via utmatningsorganen anslutna till upp- samlingskammaren. Då gasenvirvlar nedför den ringformade kam- maren och gör ytterligare varv avskiljes ytterligare parti- kelformigt material genom centrifugalkraft från denna. 8102977-9 l0 l5 20 25 30 Sedan den nämnda centrifugalseparationen av de större och mellanstora partiklarna har skett efter längden av den ring- formade kanalens avskiljningsring när den partiellt renade ga- sen som virvlar ned i den ringformade kanalen slitsarna i inner- röret. Slitsarna är så vinklade att gasen vid passagen från den ringformade kanalen in i innerröret får en plötslig förändring i strömningsriktningen då den inkommer i slitsarna. Denna rikt- ningsändring och plötsliga inåtströmning gör att mindre partik- lar (vilka ej från början separerats från gasen) kvarlämnas i den ringformade kanalen medan gasens huvudström inkommer i in- nerröret och strömmar nedåt genom dess öppna bottendel. De mind- re partiklarna som kvarblir i den ringformade kanalen sjunker ned i den undre ringformade uppsamlingskammaren varigenom det ytterligare separationssteget fullbordas.During operation of the separator designed according to the claims, gas loaded with particles enters the upper part of the annular channel. Associated vortex vanes produce a swirling gas flow. The centrifugal force drives the larger particles towards the inner surface of the outer tube. These separated particles sink below the inner surface and enter together with some waste gas into the lower annular collection chamber from where they are discharged via the discharge means connected to the collection chamber. As gas vortices descend the annular chamber and make further turns, further particulate matter is separated by centrifugal force therefrom. Since the said centrifugal separation of the larger and medium-sized particles has taken place according to the length of the separating ring of the annular channel when the partially purified gas swirling down in the annular channel slits in the inner tube. The slots are so angled that the gas on the passage from the annular channel into the inner tube has a sudden change in the direction of flow when it enters the slots. This change of direction and sudden inward flow means that smaller particles (which were not initially separated from the gas) are left in the annular channel while the main stream of gas enters the inner tube and flows downwards through its open bottom part. The smaller particles remaining in the annular channel sink into the lower annular collection chamber, thereby completing the additional separation step.
Den renade gasen lämnar varje separator från dess botten och de separerade partiklarna och spillgasen lämnar den ringformade uppsamlingskammaren i tvärriktningen. Sålunda är det möjligt att innefatta ett flertal sådana separatorer i ett slutet separatorkärl och införa gasen som skall renas direkt i kärlets topp. Detta är ej möjligt i den tidigare beskrivna ut- rustningen enligt känd teknik eftersom de kända separatorerna som där beskrives utmatar renad gas i uppåtriktningen. Denna kända konstruktion har krävt att den övre kammaren är reserve- rad för ren gas som utmatas från separatorerna och har nödvän- diggjort användningen av en mellankammare som luftinloppskamma- re varför kärlet måste innefatta ledningsorgan för att transpor- tera den gas som skall renas genom den övre rena gasen för att införas i den mellanliggande gasinloppskammaren.The purified gas leaves each separator from its bottom and the separated particles and the waste gas leave the annular collection chamber in the transverse direction. Thus, it is possible to include a plurality of such separators in a closed separator vessel and to introduce the gas to be purified directly into the top of the vessel. This is not possible in the previously described equipment according to the prior art because the known separators described there discharge purified gas in the upward direction. This known construction has required that the upper chamber be reserved for clean gas discharged from the separators and has necessitated the use of an intermediate chamber as an air inlet chamber, so the vessel must include conduit means for transporting the gas to be purified through it. upper clean gas to be introduced into the intermediate gas inlet chamber.
Förutom att behovet av sådana ledningsorgan elimine- ras medger det fördelaktiga arrangemanget att gasinloppskamma- ren är anordnad vid separatorkärlets topp utan några sådana störande ledningar enkelt tillträde till separatorrören för in- spektion eller underhåll vilket gör det enkelt att montera och demontera kärlet.In addition to eliminating the need for such conduit means, the advantageous arrangement allows the gas inlet chamber to be located at the top of the separator vessel without any such interfering conduits easy access to the separator pipes for inspection or maintenance which makes it easy to assemble and disassemble the vessel.
Pâ grund av det faktum att de separerade partiklarna och spíllgasen lämnar separatorerna i sidoriktningen kan den renade gasen lämpligen utmatas från separatorkärlet i riktning l0 l5 20 25 30 8102977-9 nedåt och ändå undvikes att den åter blandas med de separerade partiklarna. A Ytterligare kännetecken och fördelar med uppfinningen kommer att framgå närmare av följande beskrivning i detalj i samband med ritningarna som visar föredragna utföringsformer.Due to the fact that the separated particles and the purge gas leave the separators in the lateral direction, the purified gas can conveniently be discharged from the separator vessel in the downward direction and still avoid being mixed again with the separated particles. Further features and advantages of the invention will become more apparent from the following description in detail taken in conjunction with the drawings which show preferred embodiments.
Fig. l visar ett snitt genom en centrifugalseparator konstruerad i enlighet med uppfinningen. Fig. lA visar en del av separatorn i fig. l innefattande en modifikation. Fig. lB visar anti-virvelskovlar som kan användas i separatorn. Fig. lC visar utformningen av en virvelskovel. Fig. 2 visar en planvy uppi- från av centrifugalseparatorn i fig. l och visar en serie vir- velskovlar. Fig. 3 visar i väsentligt mindre skala än fig. l och 2 ett snitt och strömningsdiagram för ett centrifugalsepara- torkärl innefattande flera centrifugalseparatorer av den typ som visas i fig. l. Fig. 4A och 4B visar planvyer av två typis- ka arrangemang av flera centrifugalseparatorer monterade i kär- let i fig. 3. Fig. 5A, 5B, 5C, 5D och 5E visar tvärsnitt tagna genom innerröret i en centrifugalseparator enligt fig. l och visar olika fördelaktiga utformningar av slitsarna i innerrö- ret i separatorn enligt fig. l.Fig. 1 shows a section through a centrifugal separator constructed in accordance with the invention. Fig. 1A shows a part of the separator in Fig. 1 comprising a modification. Fig. 1B shows anti-vortex vanes that can be used in the separator. Fig. 1C shows the design of a vortex vane. Fig. 2 shows a top plan view of the centrifugal separator of Fig. 1 and shows a series of vortex vanes. Fig. 3 shows on a substantially smaller scale than Figs. 1 and 2 a section and flow diagram of a centrifugal separator vessel comprising several centrifugal separators of the type shown in Fig. 1. Figs. 4A and 4B show plan views of two typical arrangements of several centrifugal separators mounted in the vessel of Fig. 3. Figs. 5A, 5B, 5C, 5D and 5E show cross-sections taken through the inner tube of a centrifugal separator according to Fig. 1 and show various advantageous designs of the slots in the inner tube of the separator according to Figs. l.
I fig. l på ritningarna betecknas en centrifugalsepa- rator konstruerad enligt föreliggande uppfinning med siffran 2.In Fig. 1 of the drawings, a centrifugal separator constructed in accordance with the present invention is indicated by the number 2.
Denna separator innefattar ett i huvudsak cylindriskt innerrör 4 koncentriskt anordnat inuti ett väsentligen cylindriskt yt- terrör 6. Det inre röret förlöper i längdriktningen i det ytt- re röret. En ringformad kanal 8 som mottager en gasström bil- das mellan ytterrörets inneryta och innerrörets ytteryta.This separator comprises a substantially cylindrical inner tube 4 concentrically arranged inside a substantially cylindrical outer tube 6. The inner tube extends in the longitudinal direction in the outer tube. An annular channel 8 which receives a gas stream is formed between the inner surface of the outer tube and the outer surface of the inner tube.
Ett par bärande rörplåtar l0 och l2 är anordnade mot överdelen resp. underdelen av centrifugalseparatorn. Dessa rör- plåtar upptager och håller de övre och undre ändarna av separa- torn. Ett övre cirkulärt tillslutningsstycke l7 tätar effektivt överdelen av innerröret samtidigt som överdelen av den ring- formade kanalen 8 lämnas öppen. En undre ringformad skiljevägg l6 tätar underdelen av den ringformade kanalen men lämnar den undre änden av innurröret öppen.A pair of supporting tube plates l0 and l2 are arranged against the upper part resp. the lower part of the centrifugal separator. These tube sheets receive and hold the upper and lower ends of the separator. An upper circular closure piece 17 effectively seals the upper part of the inner tube while leaving the upper part of the annular channel 8 open. A lower annular partition wall 16 seals the lower part of the annular channel but leaves the lower end of the inner tube open.
I den föredragna utföringsformen som visas i fig. l är de övre och undre rörplåtarna, det övre tillslutningsstycket, den undre ringformade skiljeväggen och de inre och yttre rören 8102977-9 10 15 20 25 30 35 6 utformade av metall. Användningen av sådana metallkomponenter gör separatorn billig att tillverka jämfört med keramiskt be- lagda enheter som ofta krävts vid den kända tekniken. Metall- rören kan vara ythärdade för att reducera erosion. s De övre och undre rörplâtarna l0 och l2 med de många centrifugalseparatorerna 2 förlöpande mellan dessa tvâ plåtar och fästa till desamma bildar en styv fackverksliknande kon- struktion som starkt motverkar nedâtböjning, nedsjunkning el- ler förvridning. De vertikalt åtskilda två plåtarna 10 och 12 verkar som övre och undre liv i en fackverkskonstruktion med separatorerna 2 verkande som stöttor mellan dessa liv. Följ- aktligen kan de respektive horisontellt förlöpande rörplâtarna l0 och l2 utföras relativt tunna jämfört med kända konstruk- tioner med jämförbar diameter och ändâ är den totala trumlik- nande anordningen 10, l2 och 2 relativt stark och kan lätt uppbäras som en korg från sin perimeter medelst bärelement 49 som beskrives närmare nedan. 2 Centrifugalseparatorn 2 innefattar en serie tillhö- rande virvelskovlar l5 anordnade i den ringformade kanalen 8 mot dess överdel för att alstra en virvelrörelse av gasen inuti denna ringformade kanal. Alternativt kan ett tangentiellt gasinlopp till den ringformade kanalen 8 anordnas för att alstra virvelrörelse hos gasen i denna kanal.In the preferred embodiment shown in Fig. 1, the upper and lower tube sheets, the upper closure piece, the lower annular partition and the inner and outer tubes are formed of metal. The use of such metal components makes the separator inexpensive to manufacture compared to ceramic coated units which are often required in the prior art. The metal pipes can be surface hardened to reduce erosion. s The upper and lower tube plates l0 and l2 with the many centrifugal separators 2 extending between these two plates and attached to them form a rigid truss-like structure which strongly counteracts deflection, depression or distortion. The vertically separated two plates 10 and 12 act as upper and lower webs in a truss construction with the separators 2 acting as supports between these webs. Consequently, the respective horizontally extending tube plates l0 and l2 can be made relatively thin compared to known constructions of comparable diameter and yet the overall drum-like device 10, l2 and 2 are relatively strong and can be easily supported as a basket from its perimeter. by means of support elements 49 which are described in more detail below. The centrifugal separator 2 comprises a series of associated vortex vanes 15 arranged in the annular channel 8 towards its upper part to generate a vortex movement of the gas inside this annular channel. Alternatively, a tangential gas inlet to the annular channel 8 may be provided to generate vortex motion of the gas in this channel.
En ringformad uppsamlingskammare l4 för uppsamling av separerade partiklar och som tillåter en ström av läck- el- ler spillgas är anordnad i den undre delen av den ringformade kanalen 8. Denna uppsamlingskammare bildas av den undre skilje- väggen l6, innerrörets 4 ytteryta, ytterrörets 6 inneryta och ett kamelement lå monterat på innerröret och med en yttre kant 20 anordnad med litet mellanrum från ytterröret. Den undre skiljeväggen som överbryggar horisontellt mellan innerröret och ytterröret i en riktning vinkelrätt mot dessa rörs ytor bildar den tillslutna bottnen av uppsamlingskammaren.An annular collecting chamber 14 for collecting separated particles and allowing a flow of leakage or waste gas is arranged in the lower part of the annular channel 8. This collecting chamber is formed by the lower partition wall 16, the outer surface of the inner tube 4, the outer tube 6 inner surface and a cam element was mounted on the inner tube and with an outer edge 20 arranged at small intervals from the outer tube. The lower partition wall which bridges horizontally between the inner tube and the outer tube in a direction perpendicular to the surfaces of these tubes forms the closed bottom of the collecting chamber.
Kammen eller upphängningen l8 är anordnad ovanför skiljeväggen l6 vid överdelen av uppsamlingskammaren och för- löper i tvärriktningen från innerrörets 4 ytteryta mot ytter- rörets 6 inneryta. Den radiella utsträckningen hos detta kam- element är något mindre än skillnaden mellan ytterrörets in- nerdiameter (ID) och innerrörets ytterdiameter (OD). Sålunda 10 15 20 25 30 35 8102977-9 bi1das me11an kanten 20 på denna upphöjning 18 och innerytan på ytterröret 6 en trång passage 22 som 1eder nedåt ti11 upp- sam1ingskammaren 14. Upphöjningen sjä1v kan vara tvärgående e11er 1uta nedåt och utåt som visas i fin. 1A re1ativt inner- och ytterrörens ytor. _ Om så önskas kan anti-virve1skov1ar 19 vara anord- nade som för1öper in i kana1ens 22 area och som uppbäras av upphöjningen 18. Dessa skov1ar förvand1ar hastighetshöjd dvs. momentet av den virv1ande gasen i den ringformade kana1en 8 ti11 tryckhöjd för att skapa en tryckski11nad me11an det inre av uppsam1ingskammaren 14 och omrâdet 44 utanför ytterröret för att förhindra ackumuiering av separerat partikflformigt materia1 och för att förhindra kopp1ing av inti11iggande sepa- ratorer.The cam or suspension 16 is arranged above the partition wall 16 at the upper part of the collecting chamber and extends in the transverse direction from the outer surface of the inner tube 4 towards the inner surface of the outer tube 6. The radial extent of this cam element is slightly smaller than the difference between the inner diameter (ID) of the outer tube and the outer diameter (OD) of the inner tube. Thus, between the edge 20 of this elevation 18 and the inner surface of the outer tube 6, a narrow passage 22 is formed which leads downwards to the collecting chamber 14. The elevation itself may be transverse or outwardly downwards and outwards as shown in Fig. 2. . 1A relative to the surfaces of the inner and outer tubes. If desired, anti-vortex vanes 19 may be provided which extend into the area of the channel 22 and which are supported by the elevation 18. These vanes convert velocity height, i.e. the torque of the swirling gas in the annular duct 8 to head to create a pressure difference between the interior of the collection chamber 14 and the area 44 outside the outer tube to prevent accumulation of separated particulate matter and to prevent coupling of interstitial separators.
En ut1oppsport 24 är utformad i väggen på ytterröret 6 och står i förbinde1se med den undre de1en av uppsam1ings- kammaren 14. Partike1formigt materia1 som har sam1ats i kamma- ren 14 av1ägsnas därifrån via denna port 24. Ut1oppsporten har ti11räck1ig stor1ek för att upprätthä11a en tryckski11nad av 0,007 ti11 0,010 bar (0,1 ti11 0,15 psi) me11an gasen i kamma- ren 14 och området 44 utanför ytterröret. Den re1ativa stor1e- ken pâ portarna 24 reg1erar mängden 1äck- e11er spi11gas som utmatas från de individue11a kamrarna 14 ti11 den gemensamma kammaren 44 (se fig. 1 och 3).An outlet port 24 is formed in the wall of the outer tube 6 and communicates with the lower part of the collection chamber 14. Particulate material collected in the chamber 14 is removed therefrom via this port 24. The outlet port is of sufficient size to maintain a pressure vessel. of 0.007 to 0.010 bar (0.1 to 0.15 psi) between the gas in the chamber 14 and the area 44 outside the outer tube. The relative size of the ports 24 controls the amount of exhaust gas or exhaust gas discharged from the individual chambers 14 to the common chamber 44 (see Figs. 1 and 3).
Pi1arna 27 anger utåtströmmen av 1äckgas som i sig medför det uppsam1ade partike1formade materia1et som av1ägsnas från uppsamiingskammaren 14. Genom det faktum att trycket i kammaren 44 avsikt1igt hå11s vid en förutbestämd tryckski11nad exempeïvis 0,007 - 0,0104 bar (0,1 ti11 0,15 psi) under trycket i uppströmskammaren 14 kommer strömmen ej att oavsiktliqt vända i händeise av små tryckski11nader me11an kamrarna 14 i f1era separatorrör 2.The arrows 27 indicate the outward flow of leakage gas which in itself causes the collected particulate matter to be removed from the collection chamber 14. Due to the fact that the pressure in the chamber 44 is intentionally maintained at a predetermined pressure separation, for example 0.007 - 0.0104 bar (0.1 to 0.15 ps ) under the pressure in the upstream chamber 14, the current will not inadvertently reverse due to small pressure differences between the chambers 14 in four separator tubes 2.
Som kommer att beskrivas närmare nedan tjänar ett munstycke 52 be1äget nedströms från porten 24 för att reg1era den tota1a masströmmen av läckgas från a11a separatorrör 2 var- vid varje individue11 port 24 bidrager med sin proportioner1i- ga de1 ti11 den tota1a masströmmen av 1äckgas. Tryckski11naden över varje port 24 reg1eras av massan av 1äckgas som strömmar genom nämnda port som i sig sjä1v reg1eras av den tota1a massan l0 15 20 25 30 35 8102977-9 8 läckgas som strömmar genom det kritiska munstycket 52. Detta kommer att vara ett konstant värde för givna driftstillstånd.As will be described in more detail below, a nozzle 52 located downstream of the port 24 serves to regulate the total mass flow of leakage gas from each separator tube 2, each individual port 24 contributing its proportional part to the total mass flow of leakage gas. The pressure difference across each port 24 is controlled by the mass of leakage gas flowing through said port which is itself regulated by the total mass of leakage gas flowing through the critical nozzle 52. This will be a constant value. for given operating permits.
En serie slitsar 26 är anordnade i innerröret 4.A series of slots 26 are provided in the inner tube 4.
Dessa slitsar medger att gas som virvlar i den ringformade kam- maren 8 inträder i innerröret âstadkommande en plötslig för- ändring i strömningsriktning vilket gör att strömmen plötsligt vänder in i innerröret. Det är troligt att effektivare resultat erhålls då slitsarna som visas är anordnade under det ungefär- liga längdcentrumet i innerröret 4.These slots allow gas swirling in the annular chamber 8 to enter the inner tube causing a sudden change in flow direction which causes the current to suddenly turn into the inner tube. It is probable that more efficient results are obtained when the slots shown are arranged below the approximate length center of the inner tube 4.
Fig. SA till 5E visar olika alternativa utformningar av dessa slitsar 26. Dessa slitsar kan exempelvis vara normala (fiq.'5A), koniska (fig. SB), motsatta (fig. SC), kongruenta (fig. 5D) eller kombinerade (fig. SE). En normal slits 26A förlöper inåt vinkelrätt mot tangenten för den virvlande kompo- nenten av strömmen 29 av gaserna i den ringformade kanalen 8 nära slitsen. En motsatt slits 260 är vinklad inåt i en riktning som är motsatt den virvlande komponenten av strömmen 29 av ga- serna i den ringformade kanalen nära slitsen. Omvänt är en kon- gruent slits 26D vinklad inåt i en riktning som är samma som den virvlande komponenten hos strömmen 29. En konisk slits 26B konvergerar inåt mot det inre av innerröret. Slitsen 26E är en kombination av en normal slits på en vertikal sida och en mot- satt slits på den andra vertikala sidan.Figs. SA to 5E show various alternative designs of these slots 26. These slots may be, for example, normal (Fig. 5A), conical (Fig. 5B), opposite (Fig. SC), congruent (Fig. 5D) or combined ( Fig. SE). A normal slot 26A extends inwardly perpendicular to the tangent of the swirling component of the stream 29 of the gases in the annular channel 8 near the slot. An opposite slot 260 is angled inwardly in a direction opposite to the swirling component of the stream 29 of the gases in the annular channel near the slot. Conversely, a conjugate slot 26D is angled inwardly in a direction similar to the swirling component of the stream 29. A conical slot 26B converges inwardly toward the interior of the inner tube. The slot 26E is a combination of a normal slot on one vertical side and an opposite slot on the other vertical side.
Som framgår av fig. 5 och som beskrives ytterligare nedan orsakar slitsarna en plötslig ändring 3l i den radiella strömningsriktningen hos gasen som tidigare virvlade 29 runt ytterperiferien av innerröret 4 och då plötsligt inträder i slitsen varigenom en radiell strömningskomponent plötsligt åstadkommas. Graden av förändring av strömningsriktningen och utsträckningen av plötsligheten hos denna förändring beror på den specifika utformningen av slitsarna i separatorn och place- ringen av slitsarna i innerröret. I fig. 5A - 5E visas den virvlande gasen som cirkulerande i moturs riktning 29 och den största förändringen av strömningsriktningen 33 orsakas av denmotsatta slitsformen 266 som visas i fig. 5 och den kombi- nerade slitsformen 26E som visas i fig. 5E.As shown in Fig. 5 and described further below, the slits cause a sudden change in the radial flow direction of the gas which previously swirled 29 around the outer periphery of the inner tube 4 and then suddenly enters the slit whereby a radial flow component is suddenly produced. The degree of change in the direction of flow and the extent of the suddenness of this change depends on the specific design of the slots in the separator and the placement of the slots in the inner tube. In Figs. 5A - 5E, the swirling gas is shown circulating in the counterclockwise direction 29 and the largest change in the flow direction 33 is caused by the opposite slot shape 266 shown in Fig. 5 and the combined slot shape 26E shown in Fig. 5E.
Vid drift införes 35 gas bemängd med partiklar i den öppna överdelen av den ringformade kanalen 8 genom verkan av lD l5 20 25 30 8102977-9 virvelskovlarna l5 som är krökta i axiell riktning såsom tur- binblad. Dessa skovlar ger en virvlande rörelse åt den inträ- dande gasen vilket gör att gasen vrider sig runt ytterperi- ferien av innerrörets 4 överdel. Virvelrörelsens centrifugal- kraft gör att de större partiklarna kastas utåt mot ytter- rörets 6 inneryta. På grund av tyngdkraftens verkan och rörel- sen av en liten mängd läckgas 27 från bottnen av den ringfor- made kammaren 8 sjunker de separerade större partiklarna ned längs innerytan på ytterröret och passerar genom den smala kanalen 22. Sålunda inkommer de separerade partiklarna till- sammans med en del läckgas i uppsamlingskammaren l4. Utlopps- porten 24 utgör organ för att avlägsna det uppsamlade mate- rialet från kammaren l4.In operation, gas loaded with particles is introduced into the open upper part of the annular channel 8 by the action of the vortex vanes 15 which are curved in the axial direction like turbine blades. These vanes give a swirling movement to the incoming gas, which causes the gas to rotate around the outer periphery of the upper part of the inner tube 4. The centrifugal force of the vortex motion causes the larger particles to be thrown outwards towards the inner surface of the outer tube 6. Due to the action of gravity and the movement of a small amount of leakage gas 27 from the bottom of the annular chamber 8, the separated larger particles sink down along the inner surface of the outer tube and pass through the narrow channel 22. Thus, the separated particles enter together with some leakage gas in the collection chamber l4. The outlet port 24 is a means for removing the collected material from the chamber 14.
Sedan den ursprungliga centrifugalseparationen av större partiklar har skett når den virvlande gasen som konti- nuerligt sjunker i den ringformade kanalen 8 och orsakar ytter- ligare separation grannskapet av slitsarna 26 i innerröret.After the initial centrifugal separation of larger particles has taken place, the swirling gas which continuously sinks in the annular channel 8 reaches further separation causing the proximity of the slits 26 in the inner tube.
Pâ grund av tryckskillnaden från separatorns överdel till dess botten och då den ringformade kanalens botten är tillsluten medan innerrörets botten är öppen strömmar den virvlande gasen inåt genom slitsarna och in i innerröret. (I allmänhet kan tryckskillnaden mellan överdelen och bottnen av separatorn 2 vara i storleksordningen ungefär 0,07 till O,l04 bar (l,0 till l,5 psi). Med andra ord är detta skillnaden i tryck hos ström- men 35 som inkommer i separatorn 2 och strömmen 37 som lämnar denna separator.) Som tidigare beskrivits och visas i fig. 5 är formen på slitsarna sådan att gas som inkommer däri erfar en plötslig förändring av den radiella strömningsriktningen. Denna snabba riktningsförändring hos gasströmmen medför en ytterligare sepa- ration av mindre partiklar vilka ej separerades då gasen inkom och virvlade genom den ringformade kanalen. Dessa mindre par- tiklar lämnas bakom då denna plötsliga riktningsförändring upp- träder. På grund av sitt moment Fortsätter de med andra ord att röra sig i en virvlande rörelse 29 (fig. 5A - BL) i den ringformade kanalen 8 då gasströmmen plötsligt vänder inåt 3l eller 33 genom slitsarna. Likaså träffar en del partiklar ned- 8lÛ2977~9 l0 l5 20 25 30 35 lÛ strömssidorna 39 av slitsarna och kastas tillbaka i den ring- formade kanalen. Dessa ytterligare separerade partiklar kvar- blir i den ringformade kanalen och rör sig mot innerytan på ytterröret och sjunker ned i uppsamlingskammaren l4 vid dess botten medan huvudströmmen av gasen inkommer i innerröret ge- nom slitsarna 26. De senare separerade partiklarna lämnar upp- samlingskammaren tillsammans med de tidigare separerade partik- larna genom utloppsporten 24 som beskrevs ovan.Due to the pressure difference from the top of the separator to its bottom and when the bottom of the annular duct is closed while the bottom of the inner tube is open, the swirling gas flows inwards through the slots and into the inner tube. In general, the pressure difference between the top and the bottom of the separator 2 can be in the order of about 0.07 to 1.04 bar (1.0 to 1.5 psi). In other words, this is the difference in pressure of the incoming current. in the separator 2 and the stream 37 leaving this separator.) As previously described and shown in Fig. 5, the shape of the slots is such that gas entering therein experiences a sudden change in the radial flow direction. This rapid change of direction of the gas stream results in a further separation of smaller particles which were not separated when the gas entered and swirled through the annular channel. These smaller particles are left behind when this sudden change of direction occurs. Due to their torque, in other words, they continue to move in a swirling motion 29 (Figs. 5A - BL) in the annular channel 8 when the gas flow suddenly turns inwards 31 or 33 through the slots. Likewise, some particles hit the current sides 39 of the slits and are thrown back into the annular channel. These further separated particles remain in the annular channel and move towards the inner surface of the outer tube and sink into the collection chamber 14 at its bottom while the main stream of gas enters the inner tube through the slots 26. The later separated particles leave the collection chamber together with the previously separated particles through the outlet port 24 described above.
Sedan alla separationssteg har ägt rum strömmar den virvlande huvudströmmen av ren gas genom slitsarna och in i innerröret och sjunker i detta och lämnar, som visas vid 37, separatorns botten genom innerrörets undre öppna ände.After all separation steps have taken place, the swirling main stream of pure gas flows through the slots and into the inner tube and sinks therein, leaving, as shown at 37, the bottom of the separator through the lower open end of the inner tube.
Under den ovan beskrivna separationen kvarblir en liten mängd av gasen som skall renas i den ringformade kanalen och passerar ej genom slitsarna i innerröret. Denna läckgas virvlar nedåt mot den undre upphöjningen l8 som kan bära minst en anti-virvelskovel 19 (fig. lB) för att med kraft styra ström- men av denna gas genom kanalen 22. I själva verket förvandlar skoveln l9 hastighetshöjd till tryckhöjd inuti den lilla upp- samlingskammaren l4 vilket orsakar en tryckskillnad på ungefär 0,007 tiii 0,0i04 bar (0,1 :iii 0,15 psi) meiian det inre av uppsamlingskammaren och området 44 utanför ytterröret. Denna tryckskillnad förhindrar koppling av centrifugalseparatorn med varje annan liknande separator i närheten och förhindrar sålun- da ackumulering av partiklarna som uppsamlats i uppsamlingskam- maren genom separatorns ringformade kanal. Denna tryckskillnad mellan uppsamlingskammaren 44 och nedströmsregionen 44 under- lättar även utmatning av material från kammaren. Även om anti-virvelskovlarna är fördelaktiga är de ej absolut nödvändiga. Detta beror på det faktum att en del läckgas inkommer i kanalen 22 till uppsamlingskammaren l4 på grund av tryckskillnaden som orsakas av det kritiska ström- ningsmunstycket och portarna 24 även om inga anti-virvelskovlar skulle föreligga. " Eftersom uppsamlingskammaren är väsentligen isolerad från de virvlande krafterna i den ringformade kanalen ovanför densamma medelst upphöjningen l8 kommer effekten av dessa virvlande krafter på partiklarna som uppsamlats i uppsamlings- lO l5 20 25 30 35 8102977-9 11 kammaren att starkt minskas. (Dessa nu minskade krafter kan underlätta avlägsnandet av partikelformigt material från upp- samlingskammaren genom portarna). Till skillnad mot vissa av de beskrivna kända separatorerna behöver ej heller de separe- rade partiklarna passera några skarpa hörn eller "hoppa" över ett mellanrum eftersom inloppet 22 till uppsamlingskammaren l4 är beläget direkt under ytterrörets inneryta och bildar en fortsättning av denna utan avbrott eller riktningsändring.During the separation described above, a small amount of the gas to be purified remains in the annular channel and does not pass through the slots in the inner tube. This leakage gas swirls downwards towards the lower elevation 18 which can carry at least one anti-vortex vane 19 (Fig. 1B) to forcefully control the flow of this gas through the channel 22. In fact, the vane 19 converts velocity height to pressure height inside the small the collection chamber 14 which causes a pressure difference of about 0.007 to 0.0i04 bar (0.1: iii 0.15 psi) along the interior of the collection chamber and the area 44 outside the outer tube. This pressure difference prevents coupling of the centrifugal separator with any other similar separator in the vicinity and thus prevents accumulation of the particles collected in the collection chamber through the annular channel of the separator. This pressure difference between the collection chamber 44 and the downstream region 44 also facilitates the discharge of material from the chamber. Although the anti-vortex vanes are advantageous, they are not absolutely necessary. This is due to the fact that some leakage gas enters the duct 22 to the collection chamber 14 due to the pressure difference caused by the critical flow nozzle and the ports 24 even if no anti-vortex vanes would be present. "Since the collecting chamber is substantially isolated from the swirling forces in the annular channel above it by the elevation 18, the effect of these swirling forces on the particles collected in the collecting chamber will be greatly reduced. (These now In contrast to some of the known separators described, the separated particles also do not have to pass any sharp corners or "jump" over a gap because the inlet 22 to the collection chamber 14 is different from the reduced forces can facilitate the removal of particulate matter from the collection chamber through the ports. is located directly below the inner surface of the outer tube and forms a continuation of this without interruption or change of direction.
Sålunda kommer föreliggande utföringsform av uppfin- ningen att på ett fördelaktigt sätt eliminera två huvudorsaker till erosion på grund av âtercirkulation av de separerade par- tiklarna som uppträtt i många kända konstruktioner. Därför kan de här beskrivna separatorerna beroende på koncentratio- nen av partiklar i den gas som skall behandlas tillverkas utan beläggning av inner- och ytterytorna på ytter- och innerrören med ett erosionsreducerande material (såsom den dyrbara kera- miska beläggning som användes i vissa kända enheter) vilket märkbart reducerar kostnaden för separatorerna. Användningen av obelagda rör ger även ett kärl med lägre vikt.Thus, the present embodiment of the invention will advantageously eliminate two main causes of erosion due to recirculation of the separated particles that have occurred in many known constructions. Therefore, depending on the concentration of particles in the gas to be treated, the separators described here can be manufactured without coating the inner and outer surfaces of the outer and inner tubes with an erosion-reducing material (such as the expensive ceramic coating used in certain known units ) which significantly reduces the cost of the separators. The use of uncoated pipes also provides a vessel with lower weight.
I den föredragna utföringsformen är spelrummet mellan kanten 20 på upphängningen l8 och ytterrörets 6 inneryta till- räckligt litet för att större raspartiklar som skulle täppa till utloppsporten 24 om de fick inträda i uppsamlingskammaren hindras från att inkomma däri.In the preferred embodiment, the clearance between the edge 20 of the suspension 18 and the inner surface of the outer tube 6 is small enough to prevent larger landslide particles which would clog the outlet port 24 if they were allowed to enter the collection chamber from entering therein.
Ett exempel på föredragna dimensioner hos den ovan be- skrivna nya centrifugalseparatorn är följande. Ytterrörets in- nerdiameter skall vara mindre än l52,4 mm (sex tum) och inner- rörets ytterdiameter skall vara mindre än 101,6 mm (4 tum).An example of preferred dimensions of the new centrifugal separator described above is as follows. The inner diameter of the outer tube shall be less than l52.4 mm (six inches) and the outer diameter of the inner tube shall be less than 101.6 mm (4 inches).
Längden på både inner- och ytterrören är företrädesvis minst tre gånger längden av ytterrörets innerdiameter. Slitsarna i innerröret är ungefär l0l,6 mm (4 tum) långa och ungefär 6,35 mm (l/4 tum) breda och i den föredragna utföringsformen finns sex till tolv sådana slitsar.The length of both the inner and outer tubes is preferably at least three times the length of the inner diameter of the outer tube. The slots in the inner tube are approximately 10, 6 mm (4 inches) long and approximately 6.35 mm (1/4 inch) wide, and in the preferred embodiment there are six to twelve such slots.
Inner- och ytterrören skall företrädesvis vara långa.The inner and outer tubes should preferably be long.
I själva verket visar fig. l dessa rörlängder som ungefär sex gånger så stora som innerrörets diameter. Fördelen med att an- vända längre rör är att de bildar en längre ringformad kanal 8 8102977-9 l0 l5 20 25 30 35 l2 vilket kan medföra effektivare separation av partikelformigt material från gasen då gasen virvlar nedför kanalen innan den inträder i slitsarna. Den längre ringformade kanalen bildar en stor spiralbana för partikelformat material och gas som virvlar i den ringformade kanalen. I Denna utföringsform innefattar sex till åtta virvel- skovlar l5 tillhörande varje separator. Som visas i större skala i fig. lC skall vinkeln A hos nedströms- eller utlopps- fliken 43 på varje skovel mot horisontallinjen ej vara större än 300. Strömningshastigheten hos den virvlande gasen kan vara inom omrâdet 30,5 till 76 m/sek (100 till 250 fot/sek). Ström- ningshastigheten för större partiklar skall vara i den undre delen av området medan hastigheten för mindre partiklar skall ligga i den övre delen av området. Denna hastighet är hastig- heten vid 4l i fig. lC då gasen skjuter iväg från nedströms- fliken 43 pâ varje virvelskovel och in i den ringformade kana- len 8 under skovlarna.In fact, Fig. 1 shows these pipe lengths as approximately six times as large as the diameter of the inner pipe. The advantage of using longer pipes is that they form a longer annular channel 12 which can lead to more efficient separation of particulate material from the gas as the gas swirls down the channel before it enters the slots. The longer annular channel forms a large helical path for particulate matter and gas swirling in the annular channel. In this embodiment, six to eight vortex vanes 15 belonging to each separator. As shown on a larger scale in Fig. 1C, the angle A of the downstream or outlet flap 43 on each vane to the horizontal line should not be greater than 300. The flow velocity of the vortex gas may be in the range of 30.5 to 76 m / sec (100 to 250 feet / sec). The flow rate for larger particles should be in the lower part of the area while the velocity for smaller particles should be in the upper part of the area. This velocity is the velocity at 41 in Fig. 1C as the gas projects away from the downstream flap 43 on each vortex vane and into the annular channel 8 below the vanes.
Bredden pä kanalen 22 skall vara mellan 3,175 mm och l,588 mm (l/8 och l/l6 tum) för att förhindra partiklar med större storlek att inträda i uppsamlingskammaren och täppa till utloppsporten 24. Det finns tre eller fyra sådana utloppsportar 24. _ Som framgår av fig. 3 på ritningarna betecknas ett nytt separatorkärl i vilket lämpligen användes flera av de ovan beskrivna nya centrifugalseparatorerna med siffran 28. Kärlet bildas av ett yttre hölje 30. Ett skikt av värmeresistent iso- lering 32 är fäst till det yttre höljets inre.The width of the channel 22 should be between 3,175 mm and 1,588 mm (1/8 and 1/16 inches) to prevent larger size particles from entering the collection chamber and clogging the outlet port 24. There are three or four such outlet ports 24. As shown in Fig. 3 of the drawings, a new separator vessel is designated in which several of the above-described new centrifugal separators are suitably used with the number 28. The vessel is formed by an outer casing 30. A layer of heat-resistant insulation 32 is attached to the outer casing. internal.
En inloppskanal 34 med reducerad diameter är utbildad vid kärlets överdel och en liknande halsförsedd utloppskanal 36 bildas vid kärlets botten. En huvudkropp generellt betecknad med 40 är bildad mellan inlopps- och utloppskanalerna.An inlet channel 34 of reduced diameter is formed at the top of the vessel and a similar necked outlet channel 36 is formed at the bottom of the vessel. A main body generally designated 40 is formed between the inlet and outlet channels.
Separatorkärlets huvudkropp 40 är visad som i huvud- sak cylindriskt formad då höga inre tryck uppstår och är upp-- delad i tre sektioner: en övre gasinloppskammare 42 anordnad under inloppskanalen 34, en mellanliggande ringformad partikel- separationskammare 44 och en undre rengasutloppskammare 46 som leder till utloppskanalen 36 under densamma. 10 15 20 25 30 35 8102977-9 13 Den ringformade separationskammaren 44 bildas av de övre och undre rörp1åtarna 10 och 12 (visade i fig. 1) och en ringformad sidovägg 48. Separationskammaren upptager f1era sepa- ratorer 2. De övre ändarna av de inre och yttre separatorrören för1öper genom öppningar i den övre rörp1åten 10 in i gasiniopps- kammaren 42 ovan denna. De undre ändarna av de inre och yttre separatorrören föriöper genom öppningar på den undre rörp1âten och in i ut1oppskammaren 46 för ren gas under densamma. Håien för att upptaga separatorerna på de övre och undre rörp1åtarna iigger axie11t i iinje så att de cyiindriska separatorerna står vertikait då de insättas därigenom.The main body 40 of the separator vessel is shown as being substantially cylindrical when high internal pressures occur and is divided into three sections: an upper gas inlet chamber 42 disposed below the inlet passage 34, an intermediate annular particle separation chamber 44 and a lower purge gas outlet chamber 46 leading to the outlet channel 36 below it. The annular separation chamber 44 is formed by the upper and lower tube plates 10 and 12 (shown in Fig. 1) and an annular side wall 48. The separation chamber accommodates several separators 2. The upper ends of the the inner and outer separator tubes extend through openings in the upper tubesheet 10 into the gas inlet chamber 42 above it. The lower ends of the inner and outer separator tubes advance through openings on the lower tube plate and into the clear gas outlet chamber 46 below it. The housing for receiving the separators on the upper and lower tube plates is axially aligned so that the cylindrical separators are vertical as they are inserted therethrough.
Utioppsportarna 24 i separatorerna 2 förbinder upp- samiingskamrarna 14 i varje separator med separationskammaren 44. En ände av en 1edning 50 för att bortföra den partike1be- mängda iäckgasen 27 kommunicerar med separationskammaren 44 medan dess andra ände passerar genom det undre utioppet för ren gas och förenas med ett kritiskt strömningsmunstycke 52 visat be1äget utanför käriet. Sâ1unda bi1das en kommunikations- 1edning me11an det inre av de individue11a uppsamiingskamrarna i separatorerna och käriets yttre för aviägsnande av partikei- bemängd spi11gas.The outlet ports 24 of the separators 2 connect the collection chambers 14 in each separator to the separation chamber 44. One end of a conduit 50 for removing the particulate bulk gas 27 communicates with the separation chamber 44 while its other end passes through the lower outlet of pure gas and is joined. with a critical flow nozzle 52 shown located outside the vessel. Thus, a communication line is formed between the interior of the individual collection chambers in the separators and the exterior of the vessel for removing particulate matter.
Det kritiska strömningsmunstycket 52 reg1erar mäng- den spi11gas 55 som utmatas från separationskammaren genom ledningen 50. Företrädesvis utmatas 1/4 ti11 2% av gasen 25 som införes i käriet genom denna iedning. I vart fa11 måste mängden spi11gas 55 vara ti11räck1ig för att bära iasten av uppsam1at partikeiformigt materia1 som har avsatts i separa- tionskammaren från de individue11a separatorernas uppsam1ings- kammare.The critical flow nozzle 52 controls the amount of purge gas 55 discharged from the separation chamber through line 50. Preferably, 1/4 to 2% of the gas 25 introduced into the vessel is discharged through this line. In each case, the amount of purge gas 55 must be sufficient to carry the load of collected particulate matter which has been deposited in the separation chamber from the collection chamber of the individual separators.
Genom regiering av gasströmmen från separationskam- maren regierar vidare strömningsmunstycket tryckski11naden me11an uppsamiingskamrarna i de individue11a separatorerna och omrâdet utanför dessa som beskrivits ovan. Denna ski11nad för- hindrar koppiing me11an de individue11a separatorerna och eii- minerar eventue11 ackumuiering av materia1 i dessa samiings- kammare e11er i den ringformade kanaien därovan. Likaså under- 1ättar tryckski11naden me11an uppsamiingskamrarna 14 och sepa- rationskammaren 44 i käriet utmatning av materia1 från upp- samiingskamrarna ti11 separationskamrarna som beskrivits ovan. 8102977-9 l0 l5 20 25 30 35 l4 En bälg 51 för upptagning av expansion-kontraktion är anordnad förbindande ledningen 50 med halsen 36. Eftersom arbetstemperaturen i kärlet kan nå en märkbart hög storlek (ungefär l3000F eller 70406) eliminerar bälgen alltför stor påkänning på ledningen genom att expandera och sammandragas.By controlling the gas flow from the separation chamber, the flow nozzle further regulates the pressure difference between the collection chambers in the individual separators and the area outside them as described above. This separation prevents coupling between the individual separators and eliminates any accumulation of material in these sampling chambers or in the annular channel above it. Likewise, the pressure difference between the collection chambers 14 and the separation chamber 44 in the vessel facilitates discharge of material from the collection chambers to the separation chambers described above. 8102977-9 l0 l5 20 25 30 35 l4 A bellows 51 for receiving expansion contraction is arranged connecting the conduit 50 to the neck 36. Since the working temperature in the vessel can reach a noticeably high size (approximately l3000F or 70406) the bellows eliminates excessive stress on management by expanding and contracting.
Sätt att hindra ackumulering av separerade partiklar i bälgens veck, exempelvis genom kontinuerlig ångspolning, är kända för fackmannen. Som framgår av fig. 3 är bälgen anordnad i kärlet i ett läge som ger lätt tillträde till densamma för inspek- tion, underhåll eller utbyte genom en borttagbar dörr 53 i konstruktionens bärvägg 63.Methods of preventing the accumulation of separated particles in the folds of the bellows, for example by continuous steam flushing, are known to those skilled in the art. As can be seen from Fig. 3, the bellows is arranged in the vessel in a position which provides easy access to it for inspection, maintenance or replacement through a removable door 53 in the load-bearing wall 63 of the structure.
Separationskammaren hänger från och uppbäres från kärlets inre av en bärkonstruktion 54. Bärkonstruktionen kan vara fäst till eller i ett stycke med den cylindriska sido- väggen 48 och bildar sålunda i själva verket en korgliknande konstruktion för att bära separationskammaren 44. Bärkonstruk- tionen 54 är cylindriskt formad och dess överdel är fäst till kärlets 28 inre. I fig. 3 är bäranordningens 54 överdel fäst till ytterhöljets 30 inneryta. Som likaså visas i fig. 3 iso- lerar bäranordningen 54 inloppskammaren 42 från utloppskamma- ren 46 och hindrar sålunda eventuell inloppsgas och partiklar som där medföres från att passera förbi separationskammaren 44.The separation chamber hangs from and is supported from the interior of the vessel by a support structure 54. The support structure may be attached to or integral with the cylindrical side wall 48 and thus in effect forms a basket-like structure for supporting the separation chamber 44. The support structure 54 is cylindrical shaped and its upper part is attached to the interior of the vessel 28. In Fig. 3, the upper part of the support device 54 is attached to the inner surface of the outer casing 30. As also shown in Fig. 3, the support device 54 isolates the inlet chamber 42 from the outlet chamber 46 and thus prevents any inlet gas and particles entrained there from passing past the separation chamber 44.
I alternativet kan bärelement (ej visade) vara anord- nade under den undre rörplåten 12 i separationskammaren 44 för att bära denna underifrån. I en sådan utföringsform skulle bärelementen vara fästa till kärlhöljets 30 insida och skulle skjuta nedanför den undre plåten l2 för att upptaga relativ expansion och kontraktion av de olika elementen. SåS0m även beskrivits ovan skulle organ för att isolera inloppskammaren 42 från utloppskammaren 46 vara anordnade mellan överdelen av separationskammaren 44 och kärlet 28 för att hindra inloppsgas och partiklar från att passera förbi separationskammaren ge- nom att passera runt dess ytterperiferi.In the alternative, support elements (not shown) may be arranged below the lower tube plate 12 in the separation chamber 44 to support it from below. In such an embodiment, the support elements would be attached to the inside of the vessel housing 30 and would slide below the lower plate 12 to accommodate relative expansion and contraction of the various elements. As also described above, means for isolating the inlet chamber 42 from the outlet chamber 46 would be provided between the top of the separation chamber 44 and the vessel 28 to prevent inlet gas and particles from passing past the separation chamber by passing around its outer periphery.
Bäranordningen 54 visas partiellt isolerad av isole- ringen 6l för att reducera termiska påkänningar däri. Isole- ringen 6l av bäranordningen 54 är önskvärd eftersom under drift det inre av kärlet kan nå temperaturer på ungefär 70406 (l300°F) medan det isolerade kärlhöljet 30 hâlles märkbart kaiiare 1 omradet i4s°c :iii 2o4°c (soo°F tiii 4oo°F). l0 l5 20 25 30 8102977-9 l5 Fig. 4 visar två möjliga arrangemang av en rörplåt enligt föreliggande uppfinning. Den större cirkulära arean representerar den undre rörplâten l2 och de mindre cirkulära öppningarna 56 representerar hålen i rörplåten genom vilka de individuella separatorerna 2 insättas.The support device 54 is shown partially insulated by the insulation 61 to reduce thermal stresses therein. The insulation 61 of the support device 54 is desirable because during operation the interior of the vessel can reach temperatures of about 70406 (1300 ° F) while the insulated vessel housing 30 is kept noticeably cooler in the range iss ° c: iii 2o4 ° c (soo ° F tiii 4oo ° F). Fig. 4 shows two possible arrangements of a pipe plate according to the present invention. The larger circular area represents the lower tube plate 12 and the smaller circular openings 56 represent the holes in the tube sheet through which the individual separators 2 are inserted.
Vid drift inkommer gas 25 bemängd med partiklar i gasinloppet 34 och införes i inloppskammaren 42. Gasen ström- mar genom virvelskovlarna tillhörande de individuella separa- torerna 2 som visas med pilarna 35 vilka ger en kraftfull vir- velrörelse till gasen som visas med pilen 41. Som tidigare beskrivits separeras partikelformigt material från gasen och de separerade partiklarna och en viss spill- eller läckgas inkommer i de undre uppsamlingskamrarna 14 i de individuella separatorerna 2. Separerade partiklar och läckgas i kamrarna l4 i de individuella separatorerna passerar ut i sidled genom utloppsportarna 24 och in i separationsarean 44 och avlägsnas ifrån kärlet genom ledningen 50 och munstycket 52 som anges med pilen 55.In operation, gas 25 loaded with particles enters the gas inlet 34 and is introduced into the inlet chamber 42. The gas flows through the vortex vanes belonging to the individual separators 2 shown by the arrows 35 which give a powerful vortex motion to the gas shown by the arrow 41. As previously described, particulate matter is separated from the gas and the separated particles and some waste or leakage gas enters the lower collection chambers 14 in the individual separators 2. Separated particles and leakage gas in the chambers 14 in the individual separators pass out laterally through the outlet ports 24 and into the separation area 44 and is removed from the vessel through the conduit 50 and the nozzle 52 indicated by the arrow 55.
Den rena gasen 37 lämnar separatorerna nedåt genom den öppna bottendelen av det inre separatorröret 4 inkommer i utloppskammaren 46 för ren gas direkt från de individuella separatorernas botten och passerar genom utloppet 36 till en utloppsledning 58 som visas med pilen 59.The pure gas 37 leaves the separators downwardly through the open bottom portion of the inner separator tube 4 enters the clean gas outlet chamber 46 directly from the bottom of the individual separators and passes through the outlet 36 to an outlet conduit 58 indicated by the arrow 59.
Som nu framgår möjliggör användningen av separatorer- na visade i fig. l (i vilka ren gas utmatas nedåt från separa- torns botten och de separerade partiklarna utmatas i sidled från separatorerna) i kärlet enligt fig. 3 på ett fördelaktigt sätt att den översta delen av kärlet verkar som en inlopps- kammare för partikelbemängd gas. Detta var ej möjligt i kända separeringskärl eftersom dessa separatorer utmatade den rena gasen uppåt varför den översta kammaren måste användas som ut- matningsarea för ren gas. Detta nödvändiggjorde användningen av ledningsorgan för att transportera inkommande gas genom denna övre kammare till den centrala separationskammaren i kärlet och komplicerade arrangemanget av förbindningsrör- system. ' I utföringsformen enligt uppfinningen enligt fig. 3 har de ovannämnda ledningsorganen enligt den kända tekniken 8102977-9gi l0 l5 20 25 30 35 l6 fördelaktigt eliminerats på grund av användningen av de nya separatorerna som tillåter att kärlets övre kammare användes som gasinloppskammare. Elimineringen av inloppsledningarna enligt den kända tekniken reducerar kostnaderna för konstruk- tion och tillverkning av kärlet.As now seen, the use of the separators shown in Fig. 1 (in which pure gas is discharged downwards from the bottom of the separator and the separated particles are discharged laterally from the separators) in the vessel according to Fig. 3 advantageously enables the upper part of the vessel acts as an inlet chamber for particulate gas. This was not possible in known separation vessels because these separators discharged the pure gas upwards, so the upper chamber must be used as a discharge area for pure gas. This necessitated the use of conduit means to transport incoming gas through this upper chamber to the central separation chamber of the vessel and complicated the arrangement of connecting pipe systems. In the embodiment according to the invention according to Fig. 3, the above-mentioned conduit means according to the prior art have been advantageously eliminated due to the use of the new separators which allow the upper chamber of the vessel to be used as a gas inlet chamber. The elimination of the inlet pipes according to the prior art reduces the costs for design and manufacture of the vessel.
Kärlet är likaså lättare att reparera och underhålla då tillträdet till separatorrören ej hindras av inloppsled- ningar och skiljeväggar såsom vid den kända tekniken.The vessel is also easier to repair and maintain as access to the separator pipes is not obstructed by inlet pipes and partitions as in the prior art.
Eftersom de separerade partiklarna utmatas i sidled från de individuella separatorerna kan den rena gasen fördel- aktigt avgå från separatorernas botten i nedåtriktning men ändå undvikes förnyad blandning med separerade partiklar.Since the separated particles are discharged laterally from the individual separators, the pure gas can advantageously depart from the bottom of the separators in the downward direction, but still re-mixing with separated particles is avoided.
'Detta säkerställer att gasen i kärlet strömmar i nedåtrikt- ningen från den tidpunkt den inträder i kärlet till dess att den avgår därifrån. I motsats därtill tillfördes vid de kända kärlen inkommande gas i nedâtriktningen, den renade gasen ut- matades i en uppåtriktning och de separerade partiklarna ut- matades i nedâtriktningen. Den visade och beskrivna utförings- formen av uppfinningen ger sålunda ett mindre komplicerat kärl då huvudströmmen av gasen alltid strömmar i nedåtrikt- ningen till-skillnad från den kända tekniken där gasen inkom- mer i kärlet i nedâtriktningen men avgår från detsamma i uppåt- riktningen. ökad effektivitet härrör från användningen av fle- ra separatorer innefattande långa, smala rör. Som tidigare beskrivits ökas effektiviteten under drift vidare av de nya separatorerna som ger mera distinkta separationssteg än vad som åstadkommas med kända utföringsformer.This ensures that the gas in the vessel flows in the downward direction from the time it enters the vessel until it departs therefrom. In contrast, incoming gas was supplied to the known vessels in the downward direction, the purified gas was discharged in an upward direction and the separated particles were discharged in the downward direction. The shown and described embodiment of the invention thus gives a less complicated vessel as the main flow of the gas always flows in the downward direction unlike the prior art where the gas enters the vessel in the downward direction but departs from the same in the upward direction. increased efficiency results from the use of several separators including long, narrow pipes. As previously described, the efficiency during operation is further increased by the new separators which provide more distinct separation steps than are achieved with known embodiments.
Separatorrören själva bildar stöttor mellan rörplåtar- na vilket märkbart ökar konstruktionens styrka och medger en konstruktion med lägre vikt och låg kostnad. Dessa rörplåtar kan motstå de stora krafter som är förenade med den_inkomman- de och utgående strömmande gasen. Samtidigt bildar arrange- manget av rörplåtar och individuella separatorer separations- kammaren 44 i kärlet 28.The separator pipes themselves form supports between the pipe plates, which significantly increases the strength of the structure and allows a construction with lower weight and low cost. These tube sheets can withstand the large forces associated with the incoming and outgoing flowing gas. At the same time, the arrangement of tube sheets and individual separators forms the separation chamber 44 in the vessel 28.
Det är troligt att de många fördelarna med uppfin- ningen framgår för fackmannen. Det är också klart att en antal variationer och modifieringar kan utföras enligt uppfinningen utan att denna frångås. Följaktligen skall föregående beskriv- ning betraktas endast som illustrativ snarare än begränsande 8102977-9 17 och uppfinningen begränsaš endast av de föïjande kraven och a11a ekvívalenter ti11 dessa.It is likely that the many advantages of the invention will become apparent to those skilled in the art. It is also clear that a number of variations and modifications can be made according to the invention without departing from this. Accordingly, the foregoing description is to be considered as illustrative rather than restrictive, and the invention is limited only by the appended claims and all equivalents thereto.
Claims (15)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE8102977A SE426913B (en) | 1981-05-12 | 1981-05-12 | Method and arrangement for separating particulate material from gases |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE8102977A SE426913B (en) | 1981-05-12 | 1981-05-12 | Method and arrangement for separating particulate material from gases |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE8102977L SE8102977L (en) | 1982-11-13 |
| SE426913B true SE426913B (en) | 1983-02-21 |
Family
ID=20343805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE8102977A SE426913B (en) | 1981-05-12 | 1981-05-12 | Method and arrangement for separating particulate material from gases |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SE (1) | SE426913B (en) |
-
1981
- 1981-05-12 SE SE8102977A patent/SE426913B/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE8102977L (en) | 1982-11-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4279624A (en) | Downflow separator method and apparatus | |
| US8657932B2 (en) | Cyclone separator and separation method | |
| ES2285854T3 (en) | METHOD AND APPARATUS FOR THE SEPARATION OF SOLIDS FROM A GASEOUS PHASE. | |
| AU2001252173B2 (en) | A vapour\liquid separator | |
| US6190543B1 (en) | Cyclonic separator | |
| US4756729A (en) | Apparatus for separating dust from gases | |
| US7144437B2 (en) | Vertically arranged separator for separating liquid from a gas flow | |
| US2360355A (en) | Apparatus for separating suspended particles from gaseous media | |
| EP1600215A1 (en) | In-line cyclone separator | |
| SG188611A1 (en) | Inlet device for gravity separator | |
| SE515552C2 (en) | Apparatus for separating solid objects from a flowing fluid | |
| EP0351409A1 (en) | Method and separator for separating solid particles from a hot gas stream | |
| US2941621A (en) | Centrifugal separators | |
| ES2244225T3 (en) | SEPARATOR APPARATUS | |
| SE423493B (en) | SET AND APPARATUS FOR SEPARATION OF SUSPENSIONS IN A HYDROCYCLONE CLOSER | |
| EP1147799A1 (en) | Device to remove liquid from a gas/liquid mixture | |
| CN113382796B (en) | Apparatus and method for fluid purification | |
| SE441570B (en) | PROCEDURE AND DEVICE FOR SUBSTANCE DISPOSAL BY CENTRIFUGAL POWER | |
| US5743926A (en) | Apparatus for separation of liquid and vapor in distillation/flashing process | |
| SE426913B (en) | Method and arrangement for separating particulate material from gases | |
| US9895644B2 (en) | Method and wet scrubber for removing particles from gases | |
| SE437223B (en) | Centrifugal separation vessel for separating particle-shaped material from gases. | |
| JP2023539122A (en) | Compact disc stack type cyclone separator | |
| GB2098514A (en) | Apparatus for separating particulate matter from gases | |
| CA2271158C (en) | An apparatus and a method for separating particles from hot gases |