DE2948168A1

DE2948168A1 - Apparat zum abscheiden von feststoffpartikeln aus einem gasstrom

Info

Publication number: DE2948168A1
Application number: DE19792948168
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Aizawa; Mikio Murao; Takeshi Suzuki; Masaharu Takagishi
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 1978-12-07
Filing date: 1979-11-29
Publication date: 1980-06-19
Also published as: GB2038670B; US4378234A; FR2443272A1; JPS5746377B2; GB2038670A; CA1157813A; FR2443272B1; JPS55137053A; JPS5579061A; DE2948168C2

Description

HEINZ H. PUSCHMANN · PATENTANWALT D 8000 AAONCHEN 22 · THOMAS-WIMMER-RING 14

Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha München, 26.11.1979 Nr. 14, Higashikawasaki-cho, P 714/79

2-chome, Ikuta-ku, Kobe-shi, Pu/rei Hyogo-ken, Japan

Apparat zum Abscheiden von Feststoffpartikeln aus einem Gasstrom

Die Erfindung betrifft einen Apparat zum Abscheiden oder Trennen von Feststoffpartikeln aus einem strömenden Medium, mit einem eine Wir belkammer bildenden, horizontalliegenden Zylinder und einem tangen tial zum Zylinder vorgesehenen Einströmkanal und einem an der gegen überliegenden Stirnseite des Zylinders angeordneten Abströmkanal.

Derartige zum Abscheiden und Auffangen von Feststoffpartikeln aus einem strömenden Medium dienende Apparate sind als sogenannte Zyklone bekannt. Bei ihrem Durchströmen entstehen zwei Arten von Wirbel strömungen, nämlich ein zwangsläufiger Wirbelstrom und ein halbfreier Wirbelstrom. Beide Strömungen überlagern sich und führen zu einem Druckverlust im Zyklon. Will man diesen Druckverlust dadurch mindern, daß sich beide Strömungen möglichst wenig überlagern, müssen die Apparate in ihren Abmessungen erheblich vergrößert werden, was sowohl die Kosten für ihre Herstellung als auch für ihren Betrieb erhöht.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine neue Konfiguration solcher Abscheide-Apparate zu nchaffen, die eine kleinere Bauform als bis-

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her ermöglicht und mit denen Feststoffpartikel mit hohem Wirkungsgrad abzuscheiden sind und die ohne große Druckverluste arbeitet.

Ausgehend von einem Apparat der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe nach der Erfindung dadurch gelöst, daß ein pyramidenstumpfförmiger Hohlkörper mit seiner Basis parallel zur Längsachse des Zylinders liegend vorgesehen ist, daß eine Führungsplatte an der Durchdringungsstelle von Zylinder und Hohlkörper vorgesehen ist, die mit den Zylinderwandungen zwei Öffnungen bildet, von denen die eine öffnung stromauf und die andere stromab liegt, und daß eine Führungsplatte für abgeschiedenes Gut derart im Hohlkörper angeordnet ist, daß ein Sammelraum gebildet ist, dessen Oberseite mit der stromaufseitigen Öffnung in der Wirbelkammer in Verbindung steht.

Weitere Merkmale des erfindungsgemäßen Apparates und seiner Zusammenschaltung mit wenigstens einem weiteren Apparat ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Der erfindungsgemäße Apparat zum Abscheiden oder Trennen von Feststoffpartikeln aus strömenden Gasen weist einen hohen Wirkungsgrad auf, arbeitet mit geringem Druckverlust und ist kleinbauend, so daß er auch in mehrstufigen Anlagen vorteilhaft einsetzbar ist. Der Begriff "Zylinder" oder "zylindrischer Körper mit kreisförmigem Querschnitt" soll dabei auch einen Zylinder mit unterschiedlichen Krümmungsradien, bezogen auf seinen Umfang, einschließen, wobei die durch einen solchen Körper gebildete Wirbelkammer auch einen vieleckigen Querschnitt aufweisen kann, vorausgesetzt, ein solcher Querschnitt beeinträchtigt nicht die Verwirbelung des eingespeisten Gasstromes.

Die im Gasstrom enthaltenen Feststoffpartikel werden hier zwangsläufig in den Sammelraum überführt und vom Gas abgeschieden oder getrennt. Der erfindungsgemäße Abscheider kann daher eine kleinere Bauform als herkömmliche Abscheider aufweisen, bei denen die Fest-

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körper nur durch Schwerkraft abgeschieden werden. Da ferner bei der erfindungsgemäßen Abscheidevorrichtung im Bereich der Achse des Zylinders keine halb freie Wirbelbewegung entsteht, wie bei den bekannten Zyklon-Abscheidern, kann der Zylinder einen kleineren lichten Durchmesser aufweisen. In der Wirbelkammer des Zylinders fließt der Gasstrom axial zur Kammer und als Wirbelstrom um die Längsmittelachse des Zylinders. Da keine Interferenzen zwischen den Wirbelbewegungen beim Durchgang durch den Zylinder auftreten, wie bei bekannten Zyklon-Abscheidern, wird der Leistungsverlust in der Wirbelkammer erheblich verringert. Der Abströmkanal ist mit dem Zylinder tangential zur Ströraungsrichtung des Gases über den Zylinderabschnitt verbunden, so daß das Gas ungehindert aus der Wirbelkammer ausströmen kann, wodurch der Druckverlust weiter verringert wird. Im Abströmkanal fließt das Gas geradlinig. Wenn nun in den Abströmkanal Festkörperpartikel eingeführt werden, um zwischen den gegenläufig strömenden Medien - Gas und Festkörper - einen Wärmeaustausch herbeizuführen, werden die Festkörper im Abströmkanal verhältnismäßig gleichmäßig verteilt, wodurch ein höherer Wirkungsgrad beim Wärmeaustausch erzielbar ist.

Die Erfindung ist nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 schematisch eine Vorderansicht eines ersten Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Apparates,

Figur 2 eine Seitenansicht von links auf den Apparat nach Figur 1,

Figur 3 eine Seitenansicht auf den Apparat nach Figur 1, von rechts gesehen,

Figur M einen Schnitt nach der Linie IV-IV aus Figur 1,

Figur 5 schematisch eine Vorderansicht auf eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Apparates,

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Figur 6 eine Seitenansicht von rechts auf den Apparat nach Figur 5,

Figur 7 schematisch eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Apparates,

Figur 8 eine Seitenansicht von rechts auf den Apparat nach Figur 7,

Figur 9 schematisch eine Vorderansicht einer anderen Ausführungsform des Apparates gemäß der Erfindung,

Figur 10 schematisch eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Apparates,

Figur 11 eine Seitenansicht von rechts auf den Apparat nach Figur 10,

Figur 12 eine Seitenansicht - wie Figur 11 - auf eine abgewandelte Ausführung der Erfindung,

Figur 13 schematisch eine Vorderansicht auf eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Apparates,

Figur 14 schematisch eine Vorderansicht auf eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Apparates,

Figur 15 eine Seitenansicht von links auf den Apparat nach Figur 14,

Figur 16 eine Seitenansicht von rechts auf den Apparat nach Figur 14,

Figur 17 einen Schnitt nach der Linie XVII-XVII in Figur 14,

Figur 18 eine schematische Seitenansicht, teilweise im Schnitt, durch eine weitere Au..sführungsform der Erfindung,

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Figur 19 schematisch eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

Figur 20 eine Seitenansicht des Apparates nach Figur 19,

Figur 21 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform der Erfindung,

Figur 22 schematisch eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Apparates,

Figur 23 einen Schnitt nach der Linie XXIII-XXIII aus Figur 22,

Figuren 24,25,26

Figuren 27,28,29

Figur 30

Figur 31

Figur 32

Figur 33

Figur 34

Figur 35

jeweils schematische Vorderansichten jeweils einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung,

Schnitte durch jeweils eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung,

sohematisch eine Vorderansicht einer änderen Ausführungsform der Erfindung,

eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

schematisch eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

schematisch eine Vorderansicht einer anderen Ausführung3form der Erfindung,

eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

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Figur 36

Figur 37

Figuren
38, 39

schematisch eine Vorderansicht einer Anordnung für die Erzeugung von Zement, in der die erfindungsgemäßen Apparate in mehreren Stufen hintereinanderliegend angeordnet sind,

eine Seitenansicht der Anordnung nach Figur 36 und

Diagramme der mit den Ausführungsformen der Erfindung nach den Figuren 14 bis 17 erzielten Ergebnisse.

Bei dem in den Figuren 1 bis U dargestellten Apparat ist ein Einlaßkanal 1 für die Zufuhr eines feste Partikel enthaltenden Gasstromes an einer Stirnseite eines Zylinders 2 (rechts in Figur 1) senkrecht und tangential zum Innenmantel des Zylinders 2 angeordnet. Der Zylinder 2 weist eine waagrechte Mittelachse auf und bildet eine Wirbelkammer 3 mit kreisförmigem Querschnitt. An der dem Einströmkanal gegenüberliegenden Stirnseite weist der Zylinder 2 koaxial einen Zylinderabschnitt M kleineren Durchmessers auf, an dem ein senkrecht nach oben tangential zum Innenmantel des Zylinderabschnittes verlaufender Ausströmkanal 5 angeordnet ist. Der Zylinder 2 ist beiseitig von Stirnplatten 6 bzw. 7 abgeschlossen.

Der Zylinder 2 weist an seinem Mantel einen über seine ganze Breite sich erstreckenden, pyramidenstumpfförmigen, als Auffangkammer dienenden Hohlkörper 8 auf, dessen Basis am Zylindermantel liegt und der sich verjüngend senkrecht nach unten gerichtet ist. Eine erste Seitenfläche 8a des Hohlkörpers verläuft tangential zum Außenmantel der Wirbelkammer 3; der ersten Fläche gegenüberliegend ist eine zweite Seitenfläche 8b vorgesehen, die ebenfalls tangential zum Außenmantel der Wirbelkammer 3 verläuft, und die als Folge der tangentialen Anordnung mit der ersten Seitenfläche einen Trichter bildet. Im rechten Winkel zur ersten und zweiten Seitenfläche 8a und 8b sind in gleicher Weise nach unten gerichtete weitere Seitenflächen 8c und 8d

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vorgesehen. Der so gebildete pyramidenstumpfförmige Hohlkörper 8 weist an seinem unteren Ende ein Sammelrohr 9 auf.

Im Bereich der dem Zylinder 2 zugewandten Basis des Hohlkörpers 8 ist eine entsprechend dem Mantel des Zylinders 2 gekrümmte Gasführungsplatte 10 für den Wirbelstrom vorgesehen. Diese Führungsplatte erstreckt sich annähernd über die gesamte Länge des Zylinders 2 und trennt die Wirbelkammer 3 vom Innenraum des Hohlkörpers 8. Sie ist auf der Zylindermantelfläche - oder nach innen versetzt - des Zylinders 2 angeordnet. Zwischen der Gasführungsplatte 10 und der Innenmantelfläche des Zylinders 2 ist jeweils stromauf und stromab eine öffnung 11 bzw. 12 vorgesehen, über die die Wirbelkammer 3 und damit der in der Wirbelkammer gebildete Wirbelstrom mit dem Innenraum des pyramidenstumpfförmigen Hohlkörpers 8 in Verbindung steht. Beide öffnungen 11 und 12 reichen über die gesamte Breite des Zylinders 2.

Mit der Gasführungsplatte 10 ist eine Partikelführungsplatte 13 für die abgeschiedenen festen Partikel verbunden, die sich zur Spitze des pyramidenstumpfförmigen Hohlkörpers 8, und zwar parallel zur Seitenwandung 8a, erstreckt und mit dieser einen Sammelraum 14 bildet, der über die öffnung 11 mit der Wirbelkammer 3 in Verbindung steht. Das Ende 13a der Führungsplatte 13 liegt im Abstand I- von der unteren (kleinen) Basisfläche des Hohlkörpers 8, wie in Figur 4 gezeigt ist. Die Führungsplatte 13 ragt parallel zur Längsachse des Zylinders 2 in den Hohlkörper 8, befindet sich also zwischen den Seitenflächen 8c und 8d. Durch die Partikelführungsplatte 13 wird stromauf, also einströmseitig, ein mit der öffnung 11 zusammenwirkender Raum 14 und stromab, also abströmseitig, ein mit der abströmseitig vorgesehenen öffnung 12 zusammenwirkender Raum 16 im Hohlkörper 8 geschaffen.

Beim Betrieb strömt der zu trennende Feststoffe enthaltende Gasstrom durch den Einströmkanal 1 nach oben und tangential in die Wirbelkammer 3 ein. Da die Gasführungsplatte 10 die gleiche Krümmung

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wie der Zylindermantel 2 aufweist, wird die Spiralströmung des Gases in der Wirbelkammer 3 durch diese Führungsplatte nicht beeinträchtigt. Der Gasstrom tritt über den Zylinderabschnitt 4 durch den Auslaßkanal 5 aus, nachdem er auf seinem Weg durch den Zylinder 2 etwa dreimal um die Zylinderachse geströmt ist. Durch diese Spiralbewegung des Gasstromes nimmt sein Druck an der abströmseitigen Öffnung 12 gegenüber der einströmseitigen Öffnung 11 ab. Infolge dieses Druckunterschiedes wird ein Teil des Wirbelstromes von der Öffnung 11 durch die Räume 14 und 16 nach der Öffnurg 12 gesaugt. Aus dem die Wirbelkammer 3 in Spiralbahnen durchströmenden Gasstrom werden die darin enthaltenen Festkörperteile durch Zentrifugalkraft an der Innenwandung des Zylinders 2 abgeschieden. Die Festkörperteilchen sammeln sich also im Bereich der Innenwandung des Zylinders 2, so daß der dort fließende Gasstrom eine hohe Partikelkonzentration aufweist. Der durch den infolge der Anordnung von Wandung 8a und Führungsplatte 13 tangential zum Zylinder 2 liegenden Sammelraum 14 entlang der Wandung 8a nach unten abfließende Gasstrom weist also ebenfalls Festkörper in höherer Konzentration auf.

Da der pyramidenstumpfförmige Hohlkörper 8 mit seiner Basis dem Zylinder 2 zugewandt ist, sich also nach unten zu verjüngt, nimmt die Geschwindigkeit des Feststoffe in hoher Konzentration enthaltenden Gasstromes nach unten hin zu und die Feststoffe fallen durch die nach unten gerichtete Schwerkraft in das Sammelrohr 9. Nach dem Durchgang durch den Sammelraum 14 ändert der Gasstrom infolge des Unterdruckes an der Öffnung 12 am unteren Ende 13a der Partikelführungsplatte 13 seine Richtung und strömt durch den Raum 16 in dem Hohlkörper 8 nach oben. Da die Wandungen des Raumes 16 nach oben hin auseinanderlaufen, nimmt die Geschwindigkeit des Gasstromes in Strömungsrichtung nach oben ab, wodurch der Abscheidevorgang verbessert wird.

V/ie Figur 4 zeigt, ist die Breite der Öffnung 11 gleich d . , die ihre größte Weite aufweist, wenn der die Wirbelkammer 3 durchfließende Gasstrom Festkörper in hoher Konzentration enthäLt, und kleiner ge-

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wählt ist, wenn dessen Konzentration niedrig ist. Auf diese Weise kann die in den Sammelraum 14 gelangende Gasmenge auf ein Mindestvolumen reduziert und die Partikelkonzentration erhöht werden, um dadurch die Wirksamkeit der Abscheidung der Festkörper in dem Hohlkörper zu verstärken.

Ein stirnseitiges Ende 4a des Zylinderabschnittes 4 ragt in die Wirbelkammer 3 hinein, so daß ein Ausströmen von Gas mit hohem Feststoffanteil in den Zylinderabschnitt 4 vermieden ist. Die Stirnseite 4a kann sich zum Zylinder 2 hin konisch erweitern bzw. verengen.

Im erläuterten Ausführungsbeispiel werden die im Gasstrom enthaltenen Feststoffpartikel zwangsläufig in den Sammelraum 14 überführt und vom Gas abgeschieden oder getrennt. Der beschriebene Abscheider kann daher eine kleinere Bauform als herkömmliche Abscheider aufweisen, bei denen die Festkörper nur durch Schwerkraft abgeschieden werden. Da ferner bei der beschriebenen Abscheidevorrichtung im Bereich der Achse des Zylinders 2 keine halbfreie Wirbelbewegung entsteht, wie bei bekannten Zyklon-Abscheidern, kann der Zylinder 2 einen kleineren lichten Durchmesser aufweisen. In der Wirbelkammer 3 des Zylinders fließt der Gasstrom axial zur Kammer und als Wirbelstrom um die Längsmittelachse des Zylinders. Da keine Interferenzen zwischen den Wirbelbewegungen beim Durchgang durch den Zylinder auftreten wie bei bekannten Zyklon-Abscheidern, wird der Leistungsverlust in der Wirbelkammer 3 erheblich verringert. Der Abströmkanal 5 ist mit dem Zylinder 2 tangential zur Strömungsrichtung des Gases über den Zylinderabschnitt 4 verbunden, so daß das Gas ungehindert aus der Wirbelkammer 3 ausströmen kann, wodurch der Druckverlust weiter verringert wird. Im Abströmkanal 5 fließt das Gas geradlinig. Wenn nun in den Abströmkanal 5 Festkörperpartikel eingeführt werden, um zwischen den gegenläufig strömenden Medien - Gas und Festkörper einen Wärmeaustausch herbeizuführen, wie die Ausführungsbeispiele nach den Figuren J6 und 37 zeigen, werden die Festkörper im Abströmkanal verhältnismäßig gleichmäßig verteilt, wodurch ein höherer Wirkungsgrad beim Wärmeaustausch erzielbar ist.

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In der Ausführung nach den Figuren 1 bis 4 ist die Hohlkörperwandung 8a parallel zur Führungsplatte 13 angeordnet, um die größt mögliche Geschwindigkeit beim Durchströmen des Gases in den Raum 11 zu sichern. Strömt das Gas mit einer zu hohen Geschwindigkeit nach unten, so erhöht sich auch der Widerstand gegenüber der Strömung, und es wird schwierig, den Gasstrom in der gewünschten Weise in die Auffangkaramer 14 zu lenken, oder die Festkörperteile fallen nicht in das Sammelrohr 9, sondern verteilen sich erneut im oberen Teil des Raumes 16, nachdem der Gasstrom am Ende 13a der Platte 13 seine Richtung geändert hat. Um Schwierigkeiten dieser Art zu vermeiden, kann der zwischen dem unteren Ende 13a der Führungsplatte 13 und der Hohlkörperwandung 8a befindliche Spalt d„ in seiner Größe zwecks Regulierung des Gasdurchflusses verändert werden, derart, daß er größer als die Breite d.. der öffnung 11 wird.

Die Länge der Führungsplatte 13 kann auch so gewählt werden, daß der Abstand zwischen dem unteren Ende 13a der Führungsplatte 13 und der Unterkante der Hohlkörperwandung 8a größer wird als der Abstand I₁ des Ausfü,^hrungsbeispieles nach den Figuren 1 bis 4, und zwar so weit, daß beispielsweise die Unterkante 13a der Führungsplatte im oberen Teil des Hohlkörpers 8 endet. Ferner ist die waagrechte An ordnung des Zylinders 2 nicht zwingend, vielmehr kann dessen Mittelachse je nach den Einbauverhältnissen auch geneigt verlaufen. Die dritte Hohlkörperwandung 8c kann ferner, wie in Figur 1 strichpunktiert bei 8c¹ und 8c'¹ angegeben, verlaufen.

Eine andere Ausführungsform ist in Figur 5 in Vorderansicht und in Figur 6 in einer Seitenansicht von rechts gezeigt. Die dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel entsprechenden Teile tragen - wie auch in den nachfolgenden Beispielsbeschreibungen - die gleichen Bezugszeichen. Die Ausführung nach Figur 5 und 6 ist zweistufig und gleicht im wesentlichen der nach den Figuren 1 bis 4. Sie weist einen Abscheider, beispielsweise ein Zyklon 40, auf, der mit dem Sammelrohr 9 des ersten Abscheiders verbunden ist. Ein Teil des den Sammelraum 14 des ersten Abscheiders durchströmenden Gases, des-

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sen Strömung mit Hilfe eines Sauggebläses 41 angefacht ist, wird in den Abscheider 40 gespeist. Hierdurch vermindert sich der Anteil an Feststoffpartikeln in der am Ende 13a umgelenkten, durch den Raum 16 und durch die Öffnung 12 in die Wirbelkammer 3 gelangenden Gasmenge. Der vom Abscheider 40 kommende, von Feststoffpartik^ln befreite Gasstrom wird durch das Sauggebläse 41 axial in die Wirbelkammer 3 geblasen und durchströmt diese in axialer Richtung zum Zylinderabschnitt 4. Die Zufuhr von partikelfreiem Gas in die Wirbelkammer 3 hat die Wirkung, daft die Ansammlung des über den Einlaßkanal 1 zugeführten, Feststoffpartikel in hoher Konzentration enthaltenden Gases an der Innenwandung der Wibelkammer verbessert wird, ohne daß die Strömung in der Wirbelkammer 3 beeinträchtigt wird. Da das von Festkörpern befreite Gas in Richtung der Mittelachse in die Wirbelkammer 3 mit einem geringeren Druck als der, der an der Öffnung 11 herrscht, eingespeist wird, kann das Sauggebläse 41 dann entfallen, wenn in dem Abscheider 40 nur ein geringer Druekverlust entsteht.

Eine weitere Ausführungsform ist in Figur 7 von vorn gezeigt sowie rechts von der Seite in Figur 8. Bei dieser, dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 5 und 6 weitgehend ähnlichen Ausführung wird der von Festkörpern befreite, aus dem Abscheider 40 kommende Gasstrom von dem Sauggebläse 41 über ein Rohr 1a, das tangential zur Innenwandung an der Wirbelkammer 3 unmittelbar neben dem Einströmkanal 1 des Zylinders 2 angeordnet ist, in die Wirbelkammer geleitet. Durch die Anordnung des Rohres 1a wird die Strömungsgeschwindigkeit des Gasstromes in der Wirbelkammer 3 erhöht. Der Druck an der Offnung,durch die derfestkörperfreie Gasstrom in die Wirbelkammer 3 einströmt, ist niedriger als der an der öffnung 11, so daß das Sauggebläse 41 auch hier entfallen kann, wenn der Druckverlust in dem Abscheider 40 gering ist.

Figur 9 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der das von Festkörpern befreite Gas aus dem Abscheider 40 in den Abströmkanal 5 strömt. Die Abscheideleistung kann bei dieser Ausführung geringer

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sein als bei den Ausführungen nach den Figuren 5 und b sowie 7 und 8, da aber nur eine wesentlich geringere Gasmenge den Zylinder 2 durchströmt, können auch die Abmessungen des Zylinders 2, des Hohlkörpers 8 und des Abscheiders 40 sowie die Förderleistung des Sauggebläses 41 kleiner sein.

Figur 10 zeigt eine andere Ausführung von vorn und Figur 11 rechts von der Seite. Hier ist anstelle des pyramidenstumpfförmigen Hohlkörpers 8 eine gesonderte Aufnahmeeinrichtung 47 unten am Zylinder 2 angeordnet, die aus zwei getrennten Hohlkörpern besteht. Die Hohlkörper sind durch ein trapezförmiges Hohlstück 43, das über eine Öffnung 42 mit der Wirbelkammer 3 in Verbindung steht, sowie durch einen ebensolchen Aufnahmebehälter 45 gebildet, der mit einer abströmseitig vorgesehenen Öffnung 46 in Verbindung steht. Das Hohlstück 43 weist eine sich nach unten verjüngende Wandung 43a auf, die tangential zum Innenmantel des Zylinders 2 verläuft. Stromab zur Öffnung 42 und vom Hohlkörper 43 durch eine Führungsplatte 44 getrennt, befindet sich der zum Hohlkörper benachbarte trichterförmige Behälter 45. Da eine gekrümmte Führungsplatte an der Wirbelkammer 3 entfällt, können große Mengen des abgeschiedenen Gutes frei von oben in den Behälter 45 hineinfallen. Der in die Wirbelkammer 3 gelangende Gasstrom strömt spiralförmig an der Innenwandung des Zylinders 2 und der Führungsplatte 44 entlang, wobei sich die Konzentration nahe der Innenwandung erhöht. Der Gasstrom mit höherer Konzentration an Festkörpern im Bereich der Innenfläche des Zylinders 2 wird mit Hilfe des Sauggebläses durch den Hohlkörper 43 in den Abscheider 40 gesaugt. Die abgesaugte Gasmenge kann etv/a 10% der die Wirbelkammer 3 über den Ei/nströmkanal insgesamt durchströmenden Gasmenge betragen. Das vom Abscheider 40 kommende fostkörperfreie Gas strömt axial in den Zylinder 2 an der Seite ein, an der auch der· Eiriströmkanal 1 mündet,und durchströmt den Zylinder 2 in axialer Richtung zum Zylinderabschnitt 4.

Bei uer Ausführungnform nach Figur 12, die eine Seitenansicht ähnlich wie Figur 11 ist, wobei einander entsprecnende Teile auch die gleichen Bezugszeichen tragen, wird du; aus der Wirbe Lkammer 3 durch

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durch den Hohlkörper 43 abgezogene Gas zwecks Abscheiden der Feststoffpartikel in dem nachfolgenden Abscheider anschließend in die Wirbelkammer 3 des ersten Abscheiders nahe dem Anschluß des Einströmkanals 1 am Zylinder 2 tangential zum Gasstrom in der Wirbelkammer 3 eingeführt.

Figur 13 zeigt eine Abwandlung des beschriebenen Apparates, bei der der Zylinderabschnitt 4 nach den Figuren 1 bis 12 ersetzt ist von einem unmittelbar in die dem Einströmkanal gegenüberliegende Stirnseite des Zylinders 2 koaxial einmündenden Abströmkanal 66. Der gegenüber dem Zylinder 2 im Durchmesser kleinere Abströmkanal 66 weist ein in die Wirbelkammer 3 hineinragendes Ende 66a auf.

Das in den Figuren 14 bis 17 dargestellte weitere Ausführungsbeispiel weist eine Stirnseite 6 des Zylinders 2 auf, die in eine nach innen geneigte Fläche 6a übergeht. Der Neigungswinkel OC der Fläche 6a in bezug auf den Zylindermantel ist größer gewählt als der Gleitwinkel (angle of repose) oder zwischen 45 und 55 . Der Zylinderabschnitt 4 weist eine ebene, geneigte Fläche 4b an seiner dem Anschluß an den Zylinder gegenüberliegenden Unterseite auf. Die Fläche 4b ist dem Zylinder 2 zu geneigt. Der Neigungswinkel β in bezug auf den Mantel des Zylinders 2 entspricht dem Winkel o*- der Fläche 6a.

Hier ist eine gekrümmte Führungsplatte 18 vorgesehen, die nahe dem Übergang zwischen dem pyramidenstumpfförmigen Hohlkörper 8 und der Wirbelkammer 3 angeordnet ist, und bildet zuströmseitig in der Wirbelkammer 3 eine Öffnung 19 und abströmseitig eine Öffnung 17, die so groß ist, daß verhältnismäßig große Mengen von Feststoffpartikeln - wie gemäß Figuren 15 bis 17 - hindurchfallen können. Die Führungsplatte 18 ist entsprechend der Zylindermantelfläch^e gekrümmt und erstreckt sich über die gesamte Breite des Zylinders 2.

Die Partikelführuru^spLatte - hier mit 20 bezeichnet - im Pyramidenstumpf B ist kürzer als im Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 bis 4 und an ihrem oberen Ende mit der Führungsplatte 18 an der

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Öffnung 19 verbunden. Die Führungsplatte 20 liegt parallel zur Innenwandung 8a und erstreckt sich daher schräg nach unten, um zwischen sich und der Seitenwandung 8a einen Sammelraum zu bilden. Das untere freie Ende 20a der Führungsplatte 20 liegt in einem vorbestimmten Abstand oberhalb der unteren Grundfläche des mit seiner Basis dem Zylinder 2 zugewandten pyramidenstumpfförmigen Hohlkörpers 8. Die Gasführungsplatte 18 und die Partikelführungsplatte 20 für das abgeschiedene Gut werden von mehreren in Achsrichtung des Zylinders 2 im Abstand voneinander angeordneten Stützplatten 22, hier insgesamt drei, gehalten, die senkrecht zur Mittelachse des Zylinders 2 vorgesehen sind. Durch die Abschrägung 6a in der Stirnplatte 6 des Zylinders 2 wird verhindert, daß sich das Gut im unteren Bereich der Wandung 6 ansammelt. Auf diese Weise kann ein erhöhter Druckverlust durch Ablagerung von Feststoffpartikeln sowie ein Abfall der Abscheideleistung vermieden werden, wenn möglicherweise bereits abgeschiedene Partikel wieder aufgewirbelt werden. Dadurch, daß eine geneigte Fläche Mb die Stirnseite des Zylinders U bildet, können die zum Beispiel in die oberste Stufe einer Zementbrennanlage nach den Figuren 36 und 37 eingebrachten Feststoffpartikel an der Abschrägung ¹Ia entlang in den pyramidenstumpf förmigen, als Auffangkammer dienenden Hohlkörper 8 gelangen, wobei sie durch den Ausströmkanal 5 nach unten fallen. Die beschriebene, in eine solche Anlage eigebaute Abscheidevorrichtung bildet dort eine Vorheizeinrichtung für die eingeführten Schwebstoffe. Auf diese Weise sammeln sich die Partikel nicht im Zylinderabschnitt 5, so daß auch kein Druckverlust eintritt. Da die Gasführungsplatte 18 eine üffnu.ng auf der Abströmseite aufweist, durch die große Mengen von Festkörpern fließen können, v/erden sich keine Partikel über die gesamte Fläche der Platte 18 absetzen, sondern unmittelbar indie Sammelkammer - Hohlkörper 8 - abfließen. Die Führungsplatte 20 gemäß Figur 17 für das abzuscheidende Gut kann nach unten entsprechend der Ausführungsform nach den Figurer. 1 bis 4 verlängert werden.

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Die Figur 18 zeigt eine gegenüber Figur 17 abgewandelte Ausführungsform. Anstelle der Gasführungsplatte 18 und der Partikelführungsplatte 20 für das abgeschiedene Gut ist hier nur eine einzige Führungsplatte 48 vorgesehen, die beide Funktionen gleichzeitig erfüllt. Zu diesem Zweck ist die Führungsplatte 48 im Bereich zwischen den beiden in den Figuren 14 und 17 dargestellten Führungsplatten 18 und 20 angeordnet und bezüglich der Wirbelkammer 3 radial nach außen gekrümmt. Die Führungsplatte 48 stützt sich über Trägerplatten 49 an der V/andung 8a der Auffangkammer 8 ab. Mit einer solchen Führungsplatte werden die gleichen Ergebnisse erzielt wie mit den beiden Führungsplatten 18 und 20 aus den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 14 bis 17.

Eine weitere Ausführungsform ist in Figur 19 als Vorderansicht und in Figur 20 als Seitenansicht von rechts dargestellt. Die Abschrägung 6a aus dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist hier durch eine geneigte,konvex nach außen gekrümmte Fläche 6b ersetzt, die einen Neigungswinkel O^ gegenüber der Horizontalen aufweist. An der gegenüberliegenden Stirnseite tritt an die Stelle der geneigten Fläche 4b des Zylinderabschnittes 4 eine nach außen konvex gekrümmte Abschrägung 4c.

In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens kann die pyraraidenstumpfförmige Auffangkammer 8 mit ihrer Basis an der gesamten Länge des Zylinders 2 aufliegen und mit einer Stirnplatte des Zylinders 2 verbunden sein.

Eine Weiterbildung des Abscheiders ist im Schnitt in Figur 21 gezeigt. Eine parallel zur Zylinderlängsachse zwischen der dritten und vierten Seitenwandung 8c und 8d angeordnete Prallplatte 23 ist mit der zweiten Innenwandung 8b so verbunden, daß sie nach unten geneigt in den Raum 16 der Auffangkammer 8 hineinragt. Das freie Ende 23a der Prallplatte 23 liegt, bezogen auf die kleine Basis des Pyramidenstumpfes, höher als das Ende 13a der Partikelführungsplatte 13. Mit Hilfe dieser Anordnung treffen die aus dem*Sammel- *den

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raum 14 passierenden, nach oben abgelenkten Gasstrom nicht abgeschiedenen Partikel auf die Prallplatte 23 auf und werden dadurch nicht mehr vom Gasstrom durch den Raum 16 nach oben mitgeführt, uodurch sich ebenfalls die Abscheideleistung erhöht. Die in den Kaum 16 hineinragende Prallplatte 23 begrenzt ferner den Radius R, über den der Gasstrom an der Spitze 13a der Führung seine Richtung ändert, wodurch die im Gasstrom wirkende Zentrifugalkraft zunimmt und die Abscheidung der Feststoffpartikel begünstigt.

Eine andere Ausführungsform ist von vorn gesehen in Figur 22 gezeigt und in einem Schnitt nach der Linie XXIII-XXTII in Figur 23 dargestellt. Eine zur Zylinderachse senkreohtstehende Trennplatte 24 ist zwischen der ersten und zweiten Seitsnwandung 8a und 8b der Auffangkammer mittig über den gesamten Durehmesser des Zylinders 2 angeordnet. Durch diese Trennplatte wird der von der Innenwandung 8a und der Partikelführungsplatte 13 begrenzte Sammelraum 1²I in zwei gleichgroße Räume 14a und 14b unterteilt. Ebenso wird der Sammelraum 16, der durch die Führungsplatte 13, die zweite, dritte und vierte Seitenwandung 8b, 8c und 8d und die Gasführungsplatte 10 begrenzt wird, in zwei Räume 16a und 16b unterteilt. Durch die mittige Unterteilung der pyramidenstumpfförmigen Auffangkarnrner in zwei Räume kann der in den Raum 14a eingeführte Gasstrom durch einen Teil der im Bereich des Einströmkanalßs 1 liegenden Öffnung 1 1 durch den Raum 1oa und durch einen Teil c\er im Bereich des Einströmkanals 1 liegenden Öffnung 12 in die Wirbelkammer 3 rückgeleitet werden. In gleicher Weise kann der Gasstrom aus der Kammer 14a durch die entsprechenden Teile der im Bereich des Abströmkanal« 5 liegenden Öffnungen 11 und 12 und den Raum 16a in die Wirbelkammer 3 zurückströmen. Hierdurch kann das ungewollte Abströmen de3 Feststoffe in hoher Konzentration enthaltenden Gasstrome:.; zum Abströmkanal ^lj , also --. i η . .i.römurigskurzschluli, verhindert und damit der Gasstrom zu vor- \>< '■:; t ! ι μ .baren Umläufen in der Wirbelkammer 3, hier· drei voLL ; Uml/iuf ■;, ν ."'!"ieht werden, wodurch sieh die Annehe Ldelei.; t.ung aueii <wh.'M!-n l.il'.t.

Π 3 0 0 2 5 / 0 6 1 3 ORIGINAL INSPECTED

Auch lassen sich Prallplatte 23 und Trennplatte 24 kombinieren, also beide in der pyramidenstumpfförmigen Auffangkammer 8 anordnen. In einem solchen Fall können synergistische Effekte erzielt werden, wae zu einer erhöhten Abscheideleistung führt.

Die Figur 24 zeigt eine weitere Ausführungsform des Abscheiders, bei dem eine Wendelführung 25 in Form eines verspringenden Einsatzes im Innern des Zylinders 2 sich in Richtung des zu verwirbelnden Gasstromes fortsetzend angeordnet ist. Auch damit wird die Wirbelströmung erhöht. Die wendeiförmige Führung 25 verhindert, daß die Wirbelbewegung im Gasstrom gegen Ende der Wirbelkammer abnimmt. Das aus dem Gasstrom durch Zentrifugalkraft beim Durchfließen der Wirbelkammer an deren Wandungen abgeschiedene Gut kann an der Wendelführung entlang in den pyramidenstumpfförmigen Hohlkörper 8 fallen, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Partikel nochmals aufgewirbelt werden.

Die wendelförmige Führung 25 kann auch als Wendelnut in der Innenwandung der Wirbelkammer 3 ausgeführt sein. Darüber hinaus kann diese Führung auch aus einzelnen Abschnitten bestehen und braucht nicht kontinuierlich ausgebildet zu sein.

In einer anderen Ausführungsform sind anstelle einer Wendel mehrere ringförmige Führungen 26 im Abstand voneinander an der Innenwandung des Zylinders 2 angeordnet, vgl. Figur 25. Mit dieser Anordnung wird die gleiche Wirkung erzielt wie mit der V/endel aus Figur 24. Die ringförmigen Führungen 26 können zusätzlich die Funktion der Abstützungen 22 aus Figur 14 übernehmen.

Figur 2() zeigt eine andere Ausführungsform des Abscheiders von vorn. Anstelle eines Zylinders 2 nach dem Ausführungsbeispiel aus Figuren 1 bis 4 ist hier ein Konus verwendet, dessen verjüngtes Ende dem Ausströmkanal 5 benachbart LsL. Der tangential in den Konus 27 hineinfließende Gasstrom wird bei dieser Konfiguration gegen das verjüngte Ende, d.h. gegen ilen Aunströmkanal 5 hin, stärker verwirbelt, wodurch eine höher" Abgehe idc Lc L.ituiii-, erreichbar ist.

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Figur 27 ist ein Schnitt durch eine weitere Ausführungsform, die der Ausführung nach den Figuren 14 bis 17 ähnlich ist, mit der Maßgabe, daß anstelle des Zylinders 2 ein Zylinder 28 vorgesehen ist, der nicht rotationssymmetrisch ist, sondern bei dem der Krümmungsradius R₁ auf der Abströmseite 28a größer ist als der Krümmungsradius Rp ^au^ ^^er Zuströmseite 28b. Diese besondere konstruktive Ausbildung hat zur Folge, daß das einströmende Gas den Zylinder auch dann noch in ausreichendem Maße spiralförmig durchströmt, wenn die Führungsplatte 18 in Längsrichtung verhältnismäßig kurz ist. Damit wird auch vermieden, daß der Gasstrom die zweite Innenwandung 8b des pyramidenstumpfförmigen Hohlkörpers oder der Auffangkammer 8 beaufschlagt und infolgedessen ungehindert spiralförmig fließt.

Figur 28 ist ein Schnitt durch eine andere Ausführungsform. Die gekrümmte Gasführungsplatte 10 weist hier eine Öffnung 29 auf, die etwa auf der Mantellinie des Zylinders 2 senkrocht zur Mittelachse liegt und die die Wirbelkammer 3 mit dem Raum 16 der Auffangkammer 8 verbindet.

Durch diese Öffnung können große Mengen der im Gasstrom enthaltenen Feststoffpartikel in den Raum 16 nach unten fallen. Zwischen den Öffnungen 11 und 29 liegt ein Teil 10a der Führungsplatte 10, so daß die Gefahr einer Turbulenz in dem spiralförmig fließenden Gasstrom verringert wird.

Figur 29 ist ein Schnitt durch eine Abwandlung dieser Ausführungsform. An der Führungsplatte 18 ist stromab eine Öffnung 30 vorgesehen und symmetrisch zur Führungsplatte 18 ist eine weitere Führungsplatte 31 mit gleichem Krümmungsradius vorgesehen. Die Öffnung 30 ist derart bemessen, daß große Mengen von abgeschiedenen Feststoffpartikeln aus dem Gasstrom nach unten in den Raum 16 fallen können.

Eine weitere Ausführungsform zeigt Figur 30 von vorn. Wenn der Einströmkanal 1 mit dem Zylinder 2 derart verbunden ist, daß die Längsmittelachse des Kanals nicht mehr parallel zur Längsmittelebene des

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Zylinders liegt, dann v/erden die Feststoffpartikel in dem tangential in den Zylinder 2 durch den Einströmkanal eingeblasenen Gasstrom gegen den angeformten Rohrteil 32 geschleudert. Beim spiralförmigen Durchfließen zum Ausströmkanal 5 konzentrieren sich also die Feststoffpartikel entlang einer Spirale im Zylinder 2. Um diesen Umstand voll ausnützen zu können, sind an der zuströmseitigen, zum Raum 14 der Auffangkamrner 8 führenden Öffnung 11 bewegliche Verschlußplatten 33 vorgesehen, die im Abstand voneinander liegen und axial zuri Zylinder 2 beweglich sind. Auf diese Weise kann der Durchsatz des Gases, das Feststoffpartikel in hoher Konzentration enthält, reguliert werden, wenn beispielsweise die Verschlußplatten dort, wo die Konzentration noch niedrig ist, in ihre Schließstellung bewegt v/erden. Hierdurch wird ebenfalls das Abscheidevermögen verbessert.

In der Figur 31 (D, 31 (2), 31 (3) und 31 (4) sind Abwandkingen in Seitenansicht der Ausführung nach Figur 30 gezeigt. Der Einströrakanal gemäß der Figur 30 kann mit dem Zylinder 2 entsprechend den Figuren 31 (1) bis 31 (3) verbunden v/erden. Anstelle der hier gezeigten Art der Verbindung, einer sogenannten Linden-Verbindung, kann auch die außenliegende Fläche 1a des Einströmkanals als Tangente zum Zylindermantel des Zylinders 2 verlaufen, vgl. Figur 31 (4). Auch diese Anordnung soll unter "tangentialer Zulauf" verstanden werden.

Die Figur 32 zeigt eine andere Ausführungsform des Abscheiders von vorn. Anstelle des pyramidenstumpfförmigen Hohlkörpers 8 gemäß Figuren 1 bis 4 als Auffangkammer ist hier ein Teil 34 vorgesehen, bei dem das Sammelrohr 9 an der äußersten linken Kante in einer senkrechten Ebene mit der dem Abströmkanal 5 zugewandten Stirnseite des Zylinders 2 vorgesehen ist. Die Auffangkammer kann auch die mit 35 bezeichnete Form nach Figur 33 haben, bei der das Sammelrohr 9 seitlich so weit auf einer Seite des Zylinders 2 angeordnet ist, daß das als Auffangkammer dienende Teil 35 im rechten Winkel zur Mittelachse des Zylinders 2 liegt. Auch können, wie Figur 34 zeigt,

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mehrere pyramidenstumpfförmige Körper 36, von denen zwei dargestellt sind, in Längsrichtung des Zylinders 2 angeordnet sein.
Diese Ausbildung der Auffangkammer ist zu bevorzugen, wenn die
Anzahl der spiralförmigen Bewegungen des Gasstromes in der Wirbelkammer 3 durch ihre Verlängerung erreicht werden soll, ohne daß
sich dadurch die Bauhöhe des Gerätes wesentlich erhöht.

Figur 35 zeigt eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform.
Als Auffangkammer ist hier ein Teil 37 vorgesehen, der auf der
Unterseite des Zylinders 2 angeordnet ist. Die Wandungen 37a und
37b dieses Teiles sind nach außen gewölbt. Eine Führungsplatte 33
für das abgeschiedene Gut weist denselben Krümmungsverlauf auf wie die zugeordnete Wandung 37a und bildet mit dieser eine Auffangkammer 39. Bei dieser Ausbildung wirken auf den in den Raum 39 gelangenden Gasstrom weiterhin Zentrifugalkräfte, die die Feststoffpartikel gegen die Wandung 37a drücken. Die daran abgeschiedenen Partikel können also nicht mehr vom Gasstrom mitgeführt werden, wenn
dieser am Ende 38a der Führungsplatte seine Richtung nach oben hin ändert. Der Abscheidevorgang wird hierdurch ebenfalls günstig beeinflußt.

In Figur 36 ist eine Vorderansicht einer mehrstufigen Zementbronnanlage dargestellt, die mehrere der beschriebenen Apparate zum Abscheiden von Feststoffpartikeln aus einem Gasstrom in ihren einzelnen Stufen aufweist. Figur 37 zeigt diese Anlage von dir Seite. Im Zusammenwirken mit zwei oberen Zyklonen 53 und einem unteren Zyklon 5H bilden die Abscheide-Apparato 50, 5 1 und 52 Vorheizer für din
zu verarbeitenden Suspensionen, flach Zufuhr durch eine Leitung 55
worden Feststoff partikel mittels Heißgas von unten eingeblasen, so daß zwischen den Partikeln und dera Gas ein Wärmeaustausch stattfindet. Wie durch die Pfeile angegeben, wird das Fontstoffgut dann in den Zyklonen 53 gesammelt und fliegt von dort nach unten Ln die Leitung 56. Dieser Vorgang wird wiederholt und die Feststoffpartikel strömen dann von der Leitung 'ji> in den Abscheider ^r>>), die Leitung
57, den Abscheider 51, die Leitung, 58 und den Abscheider 52, und von

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dort zu einem Kalzinierofen 59, v/o die Feststoff partikel dekarbonisiert werden. Das im Kalzinierofen 59 kalzinierte Gut gelangt durch die Leitung 60 zu einem Zyklon 54, wo es gesammelt und einem Drehofen zugeführt wird. Im Drehofen wird das Gut zu Klinker gebrannt, der dann in einem Klinkerkühler 62 gekühlt und zu einem Endprodukt verarbeitet wird.

Der Weg des heißen Gases ist durch die unterbrochen gezeigten Pfeile angegeben. Die heißen Abgase aus dem Drehofen 61 werden in den Kalzinierofen 59 zusammen mit verhältnismäßig warmer Sekundärluft für die Verbrennung geleitet. Die Sekundärluft stammt aus dem Klinkerkühler 62 und wird über die Leitung 63 zugeführt. Das heiße Gas au3 dem Kalzinierofen 59 gelangt durch die Leitung 60, den Zyklon 54, die Leitung 58, den Abscheider 52, die Leitung 57, den Abscheider 51, die Leitung 56, den Abscheider 50, die Leitung 55 und die Zyklone 53 und dient al3 Medium zum Wärmeaustausch mit den Föststof fpartikeln. flach dem Wärmeaustausch wird das Gas über ein Sauggebläse 64 abgesaugt.

Die Abscheide-Apparate 50, 51 und 52 sind wesentlich kleiner als die bisher üblichen Zyklone. Dai Verwendung dieser Geräte in einer Vorheizanlage für Suspensionen mit fünf Stufen (53, 50, 51, 52 und 5H), wie hier gezeigt, wird die Gesamthöhe einer herkömmlichen Anlage mit vier Stufen und den üblichen Zyklonen nicht überschritten. Darüber hinaus ist der Wärmeaustausch bei einer solchen Vorheizanlage mit fünf Stufen anstelle einer herkömmlichen Anlage mit nur vier Stufen wesentlich wirksamer, und die Leistung des Sauggebläses 64 kann geringer sein, weil die Abscheide-Apparate 50, 51 und 52 einen wesentlich geringeren Druckverlust aufweisen.

Durch Hinzufügen weiterer Abscheide-Apparate kann die Anlage erweitert v/erden. Beispielsweise erhält man eine Anlage mit sechs Stufen, wenn den Abscheide-Apparaten 50, 51, 52 ein v/eiterer Apparat hinzugefügt wird, wobei die Gesamthnho einer herkömmlichen Anlage nicht überschritten v/ird und sich der Wärmeaustausch außerdem verbeor>e:rt.

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In den Figuren 38 und 39 sind die Ergebnisse von Versuchen mit den Abscheide-Apparaten nach der Ausführungsform gemäß den Figuren 1't bis 17 grafisch dargestellt. In dem Diagramm gibt die ausgezogene Linie das Ergebnis mit dem erfindungsgemäßen Abscheider an, die unterbrochene Linie das mit einem herkömmlichen Zyklon erzielte. Die strichpunktierte Kurve in Figur 38 zeigt das Ergebnis mit dem Apparat (A), einem Apparat ohne die geneigte Fläche 6a im unteren Bereich einer Stirnseite des Zylinders 2 und ohne Gasführungsplatte für den Gaswirbel und ohne Partikelführungsplatte 20 für das abgeschiedene Gut, und mit dem Apparat (B), einem Gerät mit der Abschrägung 6a, jedoch ohne die Führungsplatte 18 und ohne die Führungsplatte 20 für das abgeschiedene Material. Aus Figur 38 geht hervor, daß die Abschrägung 6a an der Stirnseite 6 des Zylinders 2 und die Anordnung einer Führungsplatte für den Gaswirbel sowie die Führungsplatte 13 für das abgeschiedene Gut im oberen und mittleren Teil des pyramidenstumpfförmigen, als Auffangkammer dienenden Hohlkörpers 8 die Abscheideleistung des erfindungsgemäßen Gerätes auf das Hivoau eines herkömmlichen Zyklons anhebt. Das bei den Versuchen verwendete Material ist Zement mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 40 .u. Der in einem Abscheide-Apparat auftretende DruckverlustAP kann durch folgende Gleichung angegeben werden:

Δ P = T ·

darin ist: *" = Koeffizient des Druckverlustes 1Λ = spezifisches Gewicht von Gas,

ν = Geschwindigkeit des Gases beim Eintritt in das Gerät g = Schwerebeschleunigung

Aus Gleichung (1) geht hervor, daß der Druckverlust proportional zum Koeffizienten des Druckverlustes zunimmt, vorausgesetzt, daß das spezifische Gewicht des Gases und seine Geschwindigkeit beim Eintritt in den Apparat gleich sind. Die Figur 39 zeigt, daß der Koeffizient für den Druckverlust i.i erfindungsgemäßen Apparat (ausgezogene Linie)

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auffallend niedriger ist als bei einem herkömmlichen Zyklon (gestrichelte Linie). Daraus kann gefolgert v/erden, daß der Druckverlust Δ ρ iiii erfindungsg-nnßen Apparat /wringer iat als bei herkömmlichen Zyklonen.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, besteht der beschriebene Apparat zum Abscheiden oder Trennen von Feststoffpartikeln aus einem Gasstrom aus einem eine Wirbelkammer bildenden Zylinder, wo'ooi die Wirbelkammer eine horizontale Mittelachse aufweist und im Querschnitt kreisförmig oder vieleckig sein kann, wobei die Anzahl der Ecken so zu wählen ist, daß der spiral- oder wendeiförmige Durchfluß des Gases unbeeinflußt bleibt. Das Gas wird tangential zur Wirbelkammer zugeführt, damit dieses die Wirbelkammer in Längsrichtung und spiral- oder wendelförmig durchströmen kann. Infolge dieser Anordnung wird vermieden, daß sich wie bei einem Zyklon herkömmlicher Bauart zwei Arten von Wirbelströmen überlagern. Hierdurch wird der Druckverlust im Apparat verringert. Ferner ist ein pyramidenrstumpfförmiger Hohlkörper als Auffangkammer mit seiner breiten Basis der Unterseite des Zylinders zugeordnet. Dort werden die aus dem Gasstrom ausgeschiedenen Partikel gesammelt, welcher Gasstrom dem Zylinder durch eine zuströmseitig vorgesehene Öffnung über einen Einlaßkanal zugeführt wird. Das in der Wirbelkammer befindliche Car, strömt über die zuströrcseitig vorgesehene Öffnung aus der V/irbolkai.in-jr in die genannte Aufnahmekammer ein, so daß eine hohe'Abschei del'ii.stung erzielbar ist. Auf fliese Weise können Abscheide-Apnarat >? r.it in Vergleich zu herkömmlichen Zyklonen kleinerer Bau form r,o:-i;i).i Tf :·^:;η v/erden, bei doncn Feststoffe nur durch Schwerkraft P'i;;r.:r.iiiiiin1on w^r<i>:n.

3 ¹J Μ / '; / ill. I -f

ORIGINAL INSPECTED

Claims

HEINZ H. PUSCHMANN · PAiENlANWALT

D 8000 MÜNCHEN 22 · THOMAS - VVlMMER.-RING 14 TELEFON 089/2278 87

Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha München, 26.11.1979

Nr. 14, Higashikawasaki-cho, P 714/79

2-chome, Ikuta-ku, Kobe-shi, Pu/rei Hyogo-ken, Japan

PATENTANSPRÜCHE

Apparat zum Abscheiden oder Trennen von Feststoffpartikeln aus einem strömenden Medium, mit einem eine Wirbelkammer bildenden, horizontalliegenden Zylinder und einem tangential zum Zylinder vorgesehenen Einströmkanal und einem an der gegenüberliegenden Stirnseite des Zylinders angeordneten Abströmkanal, dadurch gekennzeichnet , daß ein pyramidenstumpf förmiger Hohlkörper (8) mit seiner Basis parallel zur Längsachse des Zylinders (2) liegend vorgesehen ist, daß eine Führungsplatte (Gasführungsplatte 10) an der Durchdringungsstelle von Zylinder (2) und Hohlkörper (8) vorgesehen ist, die mit den Zylinderwandungen zwei Öffnungen (11, 12) bildet, von denen die eine Öffnung (11) stromauf und die andere (12) stromab liegt, und daß eine Führungsplatte (Partikelführungsplatte 13) für abgeschiedenes Gut derart im Hohlkörper (8) angeordnet ist, daß ein Sammelraum (1 ^!t) gebildet ist, dessen Oberseite mit der stromaufseitigen öffnung (11) in der Wirbelkammer (3) in Verbindung steht.

Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abströmkanal (5) tangential zum Innenrnantel des Zylinders (2) angeordnet ist.

Apparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch <: ο k e η η zeichnet, daß der Abströmkanal (S) an einem ,-;egenüber dem Zylinder (2) einen kleineren Durchmesser· aufweisenden Zylinderabschnitt ('») angeordnet ist, der koaxial, «-.um Zylinder (2) angeordnet 1st.

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4. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Führungsplatte (10) in bezug auf den Zylinder (2) radial angeordnet und in Übereinstimmung mit der Zylinderwandung konvex nach außen gekrümmt ist.

5. Apparat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius der Führungsplatte (10) gleich dem Krümmungsradius des Zylinders (2) ist.

6. Apparat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsplatte (10) eine konvexe, in bezug auf den Zylinder (2) radial nach außen gewölbte Fläche (18) aufweist und in Richtung des Innenraumes des pyramidenstumpfförmigen Hohlkörpers (8) geneigt ist, und zwar in dem Raum zwischen dem Außenmantel der Wirbelkammer (3) und dem oberen Endes Hohlkörpers, vgl. Figur 27.

7. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die abströmseitig an der Führungsplatte (10) vorgesehene Öffnung (12) für den Durchgang großer Mengen von Feststoffpartikeln dimensioniert ist.

8. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß abströmseitig in der Mitte der Führungsplatte (10) eine weite Öffnung (29) für den Durchgang großer Mengen von Feststoffpartikeln vorgesehen ist, vgl. Figur 28.

9. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß in dem pyramidenstumpfförmi-Ren Hohlkörper (8) eine senkrecht zur Längsmittelachse des Zylindfjrs (2) liegende, den Hohlkörper in mehrere voneinander getrennte Räume (14, 16) aufteilende Führungsplatte (24) vorist, vgl. Figur 22.

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10. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Führungsplatte (13) für das abgeschiedene Gut mit ihrem Ende (13a) im Abstand (1 1) von der unteren Grundfläche des Hohlkörpers (8) endet, vgl. Figur 4.

11. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß eine an der Innenwandung des Hohlkörpers (8) befestigte Prallplatte (23) schräg nach innen in den Innenraum (16) des Hohlkörpers hineinragt, und daß die die Prallplatte (23) aufnehmende Wandung (8b) dem von der Wandung (8a) und der Führungsplatte (13) begrenzten Aufnahmeraum (14) gegenüb^erliegt, vgl. Figur 21.

12. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß der Zylinder (2) im unteren Teil der dem Einströmkanal (1) zugeordneten Stirnseite eine Abschrägung (6b) bildet und längs dem Zylindermantel mit dem pyramidenstumpfförmigen Hohlkörper (8) verbunden ist, vgl. Figur 19.

13· Apparat nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschrägung eine ebene Fläche bildet, vgl. Figur 14.

14. Apparat nachAnspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschrägung an der eingangseitigen Stirnseite des Zylinders (2) konvex gekrümmt ist, vgl. Figur 20.

15. Apparat nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch g e kenn ze ichnet , daß der Zylinderabschnitt an der Ausgangsseite des Zylinders (2) auf seiner vom Abströmkanal (5) abgewandten Seite zum Zylinder hin abgeschrägt ist, derart, daß die Abschrägung (4c) in axialer Verlängerung des Abströmkanales (5) liegt, vgl. Figur 19.

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16. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß der Aufnahmeraum (46) für das abgeschiedene Gut als eine von der Auffangkammer (43) getrennte Kammer (45) ausgebildet ist, vgl. Figur 12.

17. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch g ekennzeichnet , daß der pyramidenstumpfförmige Hohlkörper (8) an seiner Spitze (Sammelrohr 9) mit einem weiteren Apparat zur Aufnahme von Feststoffpartikeln verbunden ist, und daß der Zylinder (2) an seiner dem Einströmkanal zugeordneten Stirnseite eine Öffnung aufweist, durch die von Feststoffpartikeln freies Gas aus einem anderen Apparat (40) in den Zylinder (2) zufließt, vgl. Figur 5.

18. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet , daß der pyramidenstumpfförmige Hohlkörper (8) an seiner Spitze mit einem weiteren Apparat zur Aufnahme von Feststoffpartikeln verbunden ist, und daß von Feststoffpartikeln freies Gas aus einem anderen Aufnahmebehälter in den Zylinder (2) tangential zu dessen Innenmantel im Bereich der verbindungsstelle zwischen Einströmkanal (1) und Zylinder einströmt, vgl. Figur 12.

19. Apparat nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß von Feststoffpartikeln freies Gas aus einem anderen solchen Apparat (40) in den Zylinder (2) auf der den Einströmkanal (1) aufweisenden Stirnseite zentrisch einströmt.

20. Apparat nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichn e t , daß der Aufnahmebehälter des einen Apparates mit dem anderen Apparat derart verbunden ist, daß der Zustrom von feststoffreiem Gas aus einem anderen Apparat (40) tangential zum Innenmantel des Zylinders (2) im Bereich der Anschlußstelle des Einströmkanales (1) des zweiten Apparates erfolgt.

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21. Apparat nach den Ansprüchen 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet , daß der Zylinder (2) eine von der Innenfläche des Zylindermantels in den Innenraum hineinragende wendeiförmige Führung (25) zur Unterstützung des Wirbelstromes aufweist, vgl. Figur 24.

22. Apparat nach den Ansprüchen 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet , daß im Zylindermantel des Zylinders (2) eine als Wirbelführung dienende wendeiförmige Nut vorgesehen ist.

23. Apparat nach den Ansprüchen 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet , daß die zuströmseitige Öffnung zwischen Wirbelkammer (3) und Aufnahmeraum (14) durch in Richtung der Längsachse des Zylinders (2) bewegliche und axial im Abstand voneinander liegende Schließplatten (33) verschließbar ist, vgl. Figur 33.

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