DE1092281B

DE1092281B - Vortex separator for solid or liquid aerosols with an auxiliary gas flow used to generate a swirl

Info

Publication number: DE1092281B
Application number: DES31920A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Erwin Schaufler; Dr-Ing Hans Zenneck
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1953-01-24
Filing date: 1953-01-24
Publication date: 1960-11-03

Description

Wirbelabscheider für Feststoff-oder Flüssigkeits -Aerosole mit einem zur Drallerzeugung dienenden Hilfsgasstrom Zum Ausscheiden fester oder flüssiger Schwebeteilchen aus Aerosolen dienen bekanntlich Fliehkraftabscheider, in denen das Aerosol in eine so kräftige Drallbewegung versetzt wird, daß dieSchwebeteilchen des Aerosols durch die Fliehkraftwirkung aus dem Trägergas ausgeschleudert werden, soweit ihre Fliehkräfte größer sind als diejenigen gleich großer Volumenpartikeln des Trägergases.Vortex separator for solid or liquid aerosols with one Auxiliary gas flow used to generate swirl For separating solid or liquid As is known, suspended particles from aerosols are used in centrifugal separators in which the aerosol is set in such a strong swirling motion that the suspended particles of the aerosol are ejected from the carrier gas by the effect of centrifugal force, as far as their centrifugal forces are greater than those of the same size volume particles of the carrier gas.

Die gebräuchlichsten Arten solcher Fliehkraftabscheider sind die in verschiedensten Ausführungsformen bekannten Zvklone mit axial umkehrendem Gaswirbel und die rohrförmigenWirbelabscheider mit geradeaus durchgehender Wendelströmung.The most common types of centrifugal separators are those in various embodiments known Zvklone with axially reversing gas vortex and the tubular vortex separators with straight continuous spiral flow.

:Mannigfache Unterschiede bestehen allein schon hinsichtlich der Mittel zur Erzeugung der erforderlichen hohen Fliehkräfte. Bei den einen derartigen Abscheidern wird die Drallbewegung des Aerosols durch Leitflächen erzeugt, bei anderen wird der Aerosolstrom durch tangentiale Einführung in den Abscheideraum runden Querschnitts in Drall versetzt. Darüber hinaus sind Zyklone bekannt, bei denen zur Erzeugung der Drallbewegung des Aerosols bzw. zur Erzeugung der Fliehkraft tangential gerichtete Hilfsgas- oder Hilfsluftströme vorgesehen sind.: There are many differences with regard to the means alone to generate the required high centrifugal forces. With one such separator the swirl movement of the aerosol is generated by guide surfaces, while others are the aerosol flow through tangential introduction into the separation space with a round cross-section set in twist. In addition, cyclones are known in which to generate the swirl movement of the aerosol or to generate the centrifugal force tangentially directed Auxiliary gas or auxiliary air flows are provided.

Auch bei Wirbelabscheidern mit axial durchgehender Strömung hat man dieses zuletzt genannte Prinzip bereits angewendet. Bei einem bekannten Abscheider dieser Art durchläuft das Aerosol zentrisch einen zylindrischen Durchgangsbehälter in axialer Richtung, an dessen Innenwand ein Hilfsluftstrom schraubenlinienförmig und mit gleicher Durchgangsrichtung wie das Aerosol entlanggeführt wird. Der den Aerosolstrom mantelförmig umgebenden Hilfsluftstrom soll durch seine Berührung mit dem Aerosol dieses kreisend mitreißen und hierbei in eine so starke Drallbewegung versetzen, wie sie zur Erzeugung einer hinreichenden Fliehkraftwirkung im Aerosolstrom erforderlich ist. Die Schwebeteilchen des Aerosols sollen auf diese Weise in den Hilfsluftstrom hinausgeschleudert werden, der dann zusammen mit den Schwebeteilchen durch eine besondere Ringöffnung am Auslaßende der Vorrichtung, also getrennt von dem axial austretenden Reingasstrom, abgeführt wird und nun seinerseits in irgendeiner Weise gereinigt oder samt allem Schmutz ins Freie abgeblasen werden muß.Even with vortex separators with an axially continuous flow one has this last-mentioned principle has already been applied. In a known separator In this way, the aerosol runs centrally through a cylindrical passage container in the axial direction, on the inner wall of which an auxiliary air flow is helical and is guided along with the same direction of passage as the aerosol. The den Aerosol flow jacket-shaped surrounding auxiliary air flow is intended by its contact with the aerosol drag it with it in a circular motion and in doing so in such a strong twisting motion relocate how they are used to generate a sufficient centrifugal force in the aerosol flow is required. The suspended particles of the aerosol should in this way in the Auxiliary air flow are thrown out, which then together with the suspended particles by a special ring opening at the outlet end of the device, i.e. separated from the axially exiting clean gas stream, is discharged and now in turn in some Wise cleaned or must be blown off together with all dirt into the open air.

Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform unterscheidet sich somit gegenüber derjenigen anderer Wirbelabscheider oder Zyklone dadurch, daß die Schwebeteilchen nicht gesondert für sich als Schüttmasse anfallen, sondern lediglich aus einem zu reinigenden Aerosolstrom auf eine andere Trägergasschicht, die Hilfsluft, umgeladen werden. Die Anwendungsmöglichkeit dieser Vorrichtung ist sehr beschränkt; diese Vorrichtung ist auch nur für den Sonderfall der Abtrennung von Feststoffteilchen aus heißen Gasen vorgeschlagen worden, da in diesem Falle bei Verwendung kalter Hilfsluft die Wandungen und das ausgetragene Gut zugleich gekühlt werden. Dabei kommt noch als weiterer Nachteil hinzu, daß infolge der praktisch unvermeidbaren gegenseitigen Vermischung der beiden Gase, also des zu reinigenden heißen Gases mit der Hilfsluft, ein erheblicher Teil des zu reinigenden heißen Gases durch die Ringöffnung für den Staubaustrag mit abströmt und verlorengeht.The mode of operation of this embodiment is thus different compared to those of other vortex separators or cyclones in that the suspended particles do not arise separately as bulk mass, but only from one The cleaning aerosol stream is transferred to another carrier gas layer, the auxiliary air will. The application of this device is very limited; these Device is also only for the special case of the separation of solid particles from hot gases have been proposed, as in this case, colder when used Auxiliary air, the walls and the discharged goods are cooled at the same time. Included there is still another disadvantage that as a result of the practically unavoidable mutual mixing of the two gases, i.e. the hot gas to be cleaned with the auxiliary air, a significant part of the hot gas to be cleaned through the Ring opening for the dust discharge with flows out and is lost.

Bei einem anderen bekannten Wirbelabscheider, der in vertikaler Anordnung auf einen Luftstrahl-Prallzerkleinerer aufgesetzt ist und die groberen Feststoffteilchen aus dem Förderluftstrom ausscheidet, wird die zur Drallerzeugung dienende Hilfsluft als Einzelstrahlen außermittig im unterenTeil der zylindrischen Wirbelkammer eingeblasen; und zwar sind dabei die Hilfslufteinlässe horizontal gerichtet und können gegebenenfalls in der Horizontalebene verschwenkt werden. Bei dieser Vorrichtung wird der Hauptluftstrom gemeinsam mit der Hilfsluft axial nach oben abgeführt, während die ausgeschiedenen Feststoffteilchen längs der Innenwand des Kammermantels infolge der Schwerkraft nach unten sinken und in einen das axiale Einströmrohr umgebenden Gehäusetrichter des Prallzerkleinerers zurückfallen.In another known vortex separator, which is arranged vertically is placed on an air jet impact crusher and the coarser solid particles separates from the conveying air flow, the auxiliary air used to generate the swirl becomes blown in as single jets eccentrically in the lower part of the cylindrical vortex chamber; namely the auxiliary air inlets are directed horizontally and can optionally be pivoted in the horizontal plane. In this device, the main air flow together with the auxiliary air discharged axially upwards, while the excreted Solid particles along the inner wall of the chamber jacket as a result the gravity sink down and into a surrounding the axial inflow pipe The housing funnel of the impact crusher fall back.

Auch bei dem Wirbelabscheider nach der Erfindung dient als Wirbelkammer ein vorzugsweise vertikal angeordnetes, oben offenes zylindrisches Rohr. Am unteren Ende dieser Wirbelkammer strömt das Aerosol durch ein koaxiales Einströmrohr kleineren Durchinessers zentral ein, und die abgeschiedene Staubmasse oder Flüssigkeit fällt durch den Ringspalt zwischen dem Einlaßrohr und dem Wirbelkammermantel aus. Hierbei ist oberhalb der Mündung des Aerosol-Einlaßrohres im Wirbelkammermantel ein außermittig gerichteter Einlaß für einen zur Drallerzeugung dienenden und gemeinsam mit dem gereinigten Trägergas nach oben aus der Kammer abströmenden Hilfsgasstrom angeordnet.The vortex separator according to the invention also serves as a vortex chamber a preferably vertically arranged, open top cylindrical tube. At the bottom At the end of this vortex chamber, the aerosol flows through a coaxial smaller inlet tube Durchinessers enters centrally, and the deposited mass of dust or liquid falls through the annular gap between the inlet pipe and the swirl chamber jacket. Here is an eccentric above the mouth of the aerosol inlet pipe in the swirl chamber jacket directed inlet for a swirl generation serving and together with the cleaned carrier gas arranged upwardly flowing out of the chamber auxiliary gas stream.

Die Erfindung besteht nun darin, daß bei einer derartigen Anordnung der Hilfsgaseinlaß unter einem spitzen Winkel zur Querschnittsebene der Wirbelkammer nach unten, also dem aufsteigenden Aerosolstrom schräg entgegen gerichtet ist.The invention consists in that with such an arrangement the auxiliary gas inlet at an acute angle to the cross-sectional plane of the vortex chamber downwards, i.e. diagonally opposite to the rising aerosol flow.

An sich ist es bereits bekannt, bei Vorrichtungen mit im Innern stattfindenden Bewegungen von Gasströmen einen Gaseinlaß unter einem spitzen Winkel nach unten vorzusehen. Dort handelt es sich aber um Apparate, die zu anderen Zwecken dienen. Eine Anordnung, bei der ein Gaseinlaß lediglich unter einem spitzen Winkel nach unten gerichtet ist, wirkt nicht als Wirbelabscheider und kann auch nicht unbeabsichtigt als solcher verwendet werden, sondern arbeitet beispielsweise als Luftstrahl-Prallzerkleinerer.It is already known per se, in devices with taking place inside Movements of gas streams down a gas inlet at an acute angle to be provided. However, there are devices that serve other purposes. An arrangement in which a gas inlet is only at an acute angle directed downwards does not act as a vortex separator and cannot be accidentally either can be used as such, but works, for example, as an air jet impact shredder.

Die grundsätzlichen Unterschiede und Vorteile der Wirkungsweise bei dem Wirbelabscheider nach der Erfindung gegenüber den bekannten Anordnungen sind nachstehend an der Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles und, einer abgewandelten Form näher erläutert.The fundamental differences and advantages of the mode of action at the vortex separator according to the invention are compared to the known arrangements below on the basis of an embodiment shown in the drawing and, a modified form explained in more detail.

In den Fig. 1 und 2 ist im Aufriß und Grundriß eine bevorzugte Ausführungsform mit ihren für die Erfindung wesentlichen Teilen in stark vereinfachter Darstellung veranschaulicht, um hieran das Prinzip der Erfindung zu verdeutlichen. Es handelt sich hierbei um einen Anwendungsfall der Reinigung von Rauchgas.Referring to Figures 1 and 2, a preferred embodiment is shown in elevation and plan with their essential parts for the invention in a greatly simplified representation illustrated in order to clarify the principle of the invention. It deals This is an application of the cleaning of flue gas.

In den vertikalen zvlinderrohrförmigen Kamin 1, der als Wirbelkammer dient, ragt axial von unten das Einströmrohr 2 für das Aerosol konzentrisch hinein. Mit einem Abstand über der Mündung des Einströmrohres ist im Wirbelkammermantel eine Düse 3 als Hilfsgaseinlaß vorgesehen, deren Achsrichtung unter dem Neigungswinkel a schräg abwärts weist und die Achse der Wirbelkammer in einigem Abstand kreuzt, also in der Richtung einer zum Querschnitt der Wirbelkammer geneigten Kreisbogensehne bläst, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist. Die Wirbelkammer 1 steht auf einem Fundament 4. Schließlich ist das obere Ende des Einströmrohres 2 noch mit einem kegelstumpfförmigen Drosselkörper 5 umgeben. Irgendwelche Drallflächen, Leitschaufeln oder mechanische Rotationsantriebe sind nicht vorhanden.In the vertical cylinder tube-shaped chimney 1, which is used as a vortex chamber serves, the inlet tube 2 for the aerosol protrudes axially from below concentrically. At a distance above the mouth of the inlet pipe is in the swirl chamber jacket a nozzle 3 is provided as an auxiliary gas inlet, the axial direction of which is at the angle of inclination a points diagonally downwards and crosses the axis of the vortex chamber at some distance, that is, in the direction of a circular arc chord inclined to the cross section of the vortex chamber blows, as can be seen from FIG. The swirl chamber 1 stands on a foundation 4. Finally, the upper end of the inflow pipe 2 is also frustoconical Throttle body 5 surrounded. Any swirl surfaces, guide vanes or mechanical ones Rotary drives are not available.

Wird durch den Aerosoleinlaß 2 Rauch zugeführt und durch die Düse 3 ein Hilfsluftstrom oder auch ein anderes Hilfsgas eingeblasen, so hat das aus dem oberen Ende 14 der Wirbelkammer 1 ausströmende Gasgemisch aus dem von den Schwebeteilchen befreiten Trägergas des Aerosols und dem gesamten eingeblasenen Hilfsgas einen hohen Reinheitsgrad. Die ausgeschiedenen Schwebeteilchen sammeln sich unterhalb der Wirbelkammer und des zwischen der Wirbelkammerwand 1 und dem Außenrand des Drosselkörpers 5 vorhandenen Ringspaltes 15 in einem vom Fundament 4 gebildeten Sammelraum 16 als Schüttmasse an.Smoke is supplied through the aerosol inlet 2 and through the nozzle 3 blown in an auxiliary air stream or another auxiliary gas, that's the end of it the upper end 14 of the vortex chamber 1 flowing out of the gas mixture from the suspended particles freed carrier gas of the aerosol and the entire auxiliary gas blown in a high Degree of purity. The precipitated suspended particles collect below the vortex chamber and that between the swirl chamber wall 1 and the outer edge of the throttle body 5 Annular gap 15 in a collecting space 16 formed by the foundation 4 as bulk material at.

Praktische Versuche mit dieser Vorrichtung haben ergeben, daß sich der Wirbelabscheider nach der Erfindung durch eine überraschend günstige Wirkung auszeichnet: Mit einfachsten Mitteln wird eine hochgradige Ausscheidung sowohl grober als auch sehr feiner Schwebeteilchen erreicht. Diese Wirkung hat sich auch bei Änderungen der Betriebsgrößen, insbesondere der baulichen Abmessungen, der Strömungsgeschwindigkeiten, der Aerosol- und Hilfsgasmengen und der Einblasrichtung des Hilfsgases, in weiten Grenzen als zuverlässig reproduzierbar erwiesen.Practical tests with this device have shown that the vortex separator according to the invention has a surprisingly beneficial effect distinguishes itself: With the simplest means, a high-grade excretion becomes both coarse as well as very fine suspended particles. This has an effect even with changes the operating parameters, in particular the structural dimensions, the flow velocities, the aerosol and auxiliary gas quantities and the direction in which the auxiliary gas is blown in Limits proven to be reliably reproducible.

Die Wirbelabscheider und Zyklone beruhen ausnahmslos auf der Ausnutzung der Fliehkraft: Das Aerosol muß dabei so stark in Drallbewegung versetzt werden, daß die in ihm enthaltenen Schwebeteilchen durch die Fliehkraftwirkung ausgeschleudert werden. Teilchen, die zu klein bzw. zu leicht sind, um der Fliehkraft folgen zu können, bleiben bei jedem Fliehkraftabscheider im »Beingas« zurück. Zur Erreichung eines hohen Abscheidegrades ist also bei einem Wirbelabscheider stets eine möglichst große Tangentialgeschwindigkeit des Aerosolstromes unerläßlich. Sofern eine noch weiter gehende Reinigung erforderlich ist, läßt sie sich bekanntermaßen nur durch zusätzliche Maßnahmen erzielen.The vortex separators and cyclones are all based on utilization the centrifugal force: the aerosol must be set in swirl motion so strongly that that the suspended particles contained in it are thrown out by the effect of centrifugal force will. Particles that are too small or too light to follow the centrifugal force remain in the »Beingas« of every centrifugal separator. To achieve a high degree of separation is therefore always as possible in a vortex separator high tangential velocity of the aerosol flow is essential. Unless one more If further cleaning is required, it is known to only pass through achieve additional measures.

Eine Schwierigkeit mit der mehr oder weniger alle Verfahren der Gasreinigung zu kämpfen haben, ist die Ausscheidung der feinsten Teilchen. Ein Reinheitsgrad von 100°/a wird zwar in der Industrie nur in Sonderfällen gefordert; aber häufig liegen die verlangten Gesamtabscheidegrade nur wenige Prozent unter 100%. Für Aerosole mit relativ großen Gewichtsanteilen sehr feiner Schwebeteilchen sind zur Erzielung der geforderten hohen Gesamtabscheidegrade gute Fraktionsabscheidegrade im Feinkornbereich notwendig. Durch die erfindungsgemäß bei einem Wirbelabscheider mit pneumatischer Drallerzeugung vorgesehene Neigung des tangentialen bzw. außermittigen Hilfsgaseinlasses unter einem spitzen Winkel zur Querschnittsebene der Wirbelkammer nach unten, also schräg entgegen dem aufsteigenden Aerosolstrom, werden nun bisher nicht ausgenutzte Strömungsverhältnisse geschaffen, die eine beachtliche Erhöhung der Abscheidegrade bewirken. Die Größenordnung der Verbesserung zeigen die nachstehenden Ergebnisse von Vergleichsmessungen bei einer Vorrichtung gemäß der schematischen Darstellung in Fig. 1 und 2, wobei trockener Staub aus Luft abgeschieden wurde.A difficulty with the more or less all methods of gas cleaning The struggle is the excretion of the finest particles. A degree of purity of 100 ° / a is only required in industry in special cases; but often the required overall degrees of separation are only a few percent below 100%. For aerosols with relatively large proportions by weight of very fine suspended particles are to be achieved the required high overall separation efficiency, good fractional separation efficiency in the fine-grain range necessary. By the invention in a vortex separator with pneumatic Swirl generation provided inclination of the tangential or eccentric auxiliary gas inlet at an acute angle to the cross-sectional plane of the vortex chamber downwards, that is diagonally against the rising aerosol flow, are now not yet used Flow conditions created that significantly increase the degree of separation cause. The following results show the magnitude of the improvement of comparative measurements in a device according to the schematic representation in Figs. 1 and 2, where dry dust has been separated from air.

Vergleichsmessung I Die Körungsanalyse des Rohstaubes ergab folgende Gewichtsanteile im Feinkornbereich: bis 3 p . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . etwa 28,5 0% bis 5 1, . .......... ......... etwa 35,50/0 bis 10 t, . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . etwa 40% bis 15 [. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . etwa 44 0/0 Vordruck der Hilfsluft in der Einblasdüse: 3 atü. Neigungswinkel der Hilfsgasdüse Gesamt- absdieidegrad 1 a= 0° (horizontal gerichtet) 89,2% a=45° (schräg nach unten) 92,0% Vergleichsmessung II Ähnliches Staubgut anderer Körnungkurve; sonst gleiche Versuchsbedingungen. Neigungswinkel der Hilfsgasdüse Gesamt- abscheidegrad 1 u= 0° 89,011/0 rc=45° 95,21/0 Diese Ergebnisse der Vergleichsmessungen stellen jedoch nicht die mit der Vorrichtung in günstigen Fällen überhaupt erreichbaren Höchstwerte des Gesamtabscheidegrades dar.Comparative measurement I The grain analysis of the raw dust resulted in the following weight proportions in the fine grain range: to 3 p. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . about 28.5 0% to 5 1,. .......... ......... about 35.50 / 0 up to 10 t,. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . about 40% to 15 [. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . about 44 0/0 Pre-pressure of the auxiliary air in the injection nozzle: 3 atm. Angle of inclination of the auxiliary gas nozzle total degree of absurdity 1 a = 0 ° (horizontally directed) 89.2% a = 45 ° (obliquely downwards) 92.0% Comparative measurement II Similar dust material with a different grain size curve; otherwise the same test conditions. Angle of inclination of the auxiliary gas nozzle total degree of separation 1 u = 0 ° 89.0 11/0 rc = 45 ° 95.21 / 0 However, these results of the comparative measurements do not represent the maximum values of the overall degree of separation that can be achieved with the device in favorable cases.

Bei der Beurteilung der Wirtschaftichkeit der Vorrichtung ist zwar der Aufwand an Hilfsgas - in der Regel Hilfsluft - in Rechnung zu stellen. Aber abgesehen davon, daß jede Gasreinigungsanlage einen zusätzlichen Energieverbrauch mit sich bringt, stehen hier dem Aufwand an Hilfsgas ganz erhebliche und praktisch ausschlaggebendeVorteile der beschriebenen Vorrichtung gegenüber, die sich ergeben aus der Einfachheit der Bauart, geringem Raumbedarf und Gewicht sowie aus der langenLebensdauer, den niedrigen Anschaffungskosten, dem Fortfall von Wartungsarbeiten, der einfachen Bedienungsweise, der Anpassungsfähigkeit bei Belastungsschwankungen und- der Betriebssicherheit.When assessing the economic viability of the device, it is true the cost of auxiliary gas - usually auxiliary air - to be charged. but apart from the fact that every gas cleaning system consumes additional energy brings with it, the need for auxiliary gas is very considerable and practical decisive advantages of the device described over that result from the simplicity of the design, low space requirements and weight as well as from the long service life, the low acquisition costs, the elimination of maintenance work, the simple Operation, adaptability to fluctuations in load and operational reliability.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann in bekannter Weise an beliebiger Stelle zwischen der Aerosolquelle und dem Reingas-Abzug eines Betriebes eingebaut werden, beispielsweise unmittelbar zwischen der Feuerung und dem Schornstein einer Kesselanlage oder im Schornstein selbst. Der Raumbedarf der Einrichtung ist so gering, daß sie sich auch bei vorhandenen Anlagen meist ohne weiteres nachträglich einbauen läßt. Als Wirbelkammern können, wie ebenfalls bekannt ist, ohnehin vorhandene zylindrische Gaszüge verwendet werden, z. B. ein Rohrkamin oder ein Schornstein. Auch eine Nachreinigung des verwendeten Hilfsgases mit den dazu erforderlichen besonderen Zusatzeinrichtungen entfällt.The device according to the invention can in a known manner at any Place installed between the aerosol source and the clean gas vent of a company be, for example, directly between the furnace and the chimney one Boiler system or in the chimney itself. The space requirement of the facility is so small, that they can usually be retrofitted without further ado, even in existing systems leaves. As is also known, cylindrical vortex chambers which are present in any case can be used as vortex chambers Throttle cables are used, e.g. B. a pipe chimney or a chimney. Also a post-cleaning of the auxiliary gas used with the special additional equipment required for this not applicable.

Eine ständige Bedienung der Vorrichtung ist ebenfalls kaum erforderlich. Wenn der Hilfsgasstrom bei der Inbetriebsetzung der Anlage entsprechend den gegebenen Verhältnissen eingestellt ist, so braucht an dieser Einstellung während des Betriebes nichts geändert oder nachgestellt zu werden; denn die Wirkung der Vorrichtung ist weitgehend unabhängig von Belastungsschwankungen. In der Regel wird man nur bei einer gelegentlichen willkürlichen Belastungsänderung größeren Ausmaßes den, Hilfsgaseinlaß verstellen müssen. Meßversuche haben ergeben, daß der Gesamtabscheidegrad bei unveränderter Einstellung des Hilfsgasstromes von der Staubbeladung des Rohgases in weiten Grenzen, beispielsweise bei kaltem Gas im Bereich zwischen 4 und 17 g/m3, nahezu unabhängig ist. Gerade hierdurch eignet sich die Vorrichtung nach der Erfindung zur Verwendung unter verschiedensten Betriebsbedingungen. Auch die Einbaulage der Wirbelkammer (Neigungswinkel gegen die Horizontale) ist ohne wesentlichen Einfluß auf die Wirkungsweise der Erfindung.Constant operation of the device is also hardly necessary. If the auxiliary gas flow during commissioning of the system corresponds to the given Conditions is set, this setting needs to be made during operation nothing to be changed or readjusted; because the effect of the device is largely independent of load fluctuations. Usually you will only be at an occasional, arbitrary change in load of a large extent denotes the auxiliary gas inlet have to adjust. Measurements have shown that the overall degree of separation remains unchanged Adjustment of the auxiliary gas flow from the dust load of the raw gas within wide limits, for example with cold gas in the range between 4 and 17 g / m3, almost independently is. It is precisely because of this that the device according to the invention is suitable for use under various operating conditions. Also the installation position of the vortex chamber (Angle of inclination to the horizontal) has no significant influence on the mode of operation the invention.

Es können auch beliebig viele Abscheideaggregate parallel zueinander betrieben werden. In solchen Fällen werden die Wirbelkammern in der bekannten Multizyklonbauweise räumlich neben- oder übereinander angeordnet, ohne daß jedoch die Wirkung der Einzelabscheider - im Gegensatz zu bekannten Multizyklonen - durch von der Rohrleitungsführung und der Gasverteilung verursachte Druckunterschiede am Aerosol-Einlaß beeinträchtigt wird. Schließlich ist auch die Betriebssicherheit der Vorrichtung nach der Erfindung kaum zu übertreffen, da der Abscheider weder einem gesteigerten Verschleiß unterliegende noch bewegliche Teile aufweist.Any number of separation units can also be used in parallel operate. In such cases, the vortex chambers are of the known multicyclone design Spatially arranged next to or on top of one another, but without the effect of the individual separators - in contrast to known multicyclones - by the pipeline routing and the pressure differences caused by the gas distribution at the aerosol inlet impaired will. Finally, the reliability of the device according to the invention is also important Hard to beat, as the separator is neither subject to increased wear still has moving parts.

Die Halterung der Hilfsgasdüse 3 ist bei der Vorrichtung nach der Erfindung so ausgebildet, daß deren räumliche Stellung ohne Unterbrechung des Betriebes verändert werden kann. Zweckmäßigerweise ist die Hilfsgasdüse nicht nur in zwei Ebenen, also in allen Richtungen vierschwenkbar, sondern zusätzlich auch in ihrer Längsrichtung verschiebbar angeordnet. Es können dann während des Betriebes die Richtung des Hilfsgasstrahles und der radiale Abstand des Düsenmundes von der Mittellinie der Wirbelkammer so eingestellt werden, wie es je nach der Art, der Menge und dem Druck des Aerosols sowie für die jeweilige Konzentration der Schwebeteilchen im Aerosol am günstigsten ist. Ferner ist es vorteilhaft, Mittel vorzusehen, um den Druck und die Menge je Zeiteinheit des Hilfsgasstromes nach Bedarf regulieren zu können.The holder of the auxiliary gas nozzle 3 is in the device according to the Invention designed so that their spatial position without interrupting operation can be changed. The auxiliary gas nozzle is expediently not only in two Levels, so they can be swiveled in all directions, but also in theirs Arranged longitudinally displaceable. The Direction of the auxiliary gas jet and the radial distance of the nozzle mouth from the center line the vortex chamber can be adjusted as it is depending on the type, the amount and the Pressure of the aerosol as well as for the respective concentration of the suspended particles in the Aerosol is cheapest. It is also advantageous to provide means to the Regulate the pressure and the amount per unit of time of the auxiliary gas stream as required can.

Wie bereits erwähnt wurde, ist die Größe des Neigungswinkels der Wirbelkammerachse zur Horizontalen für die Wirkungsweise der erfindungsgerechten Vorrichtung unerheblich, wenn auch die bevorzugte vertikale Anordnung in der Regel die günstigste sein wird. Im Grenzfalle kann jedoch die Wirbelkammer 1 auch waagerecht angeordnet sein, wobei dann zur Abführung der ausgeschiedenen Schwebeteilchen beispielsweise Schieber oder Klappen an der Unterseite des in diesem Falle horizontal hinter dem Ringspalt 15 angeordneten Sammelraumes 16 vorgesehen werden.As already mentioned, the size of the angle of inclination is the vortex chamber axis irrelevant to the horizontal for the mode of operation of the device according to the invention, although the preferred vertical arrangement will usually be the most favorable. In the borderline case, however, the vortex chamber 1 can also be arranged horizontally, with then for the removal of the precipitated suspended particles, for example slide or Flaps on the underside of the in this case horizontally behind the annular gap 15 arranged collecting space 16 are provided.

Als weitere vorteilhafte Maßnahme ist noch eine Verstellmöglichkeit für die lichte Weite des Austrag-Ringspaltes 15 durch bekannte Mittel, z. B. durch eine trichterförmige Verengung des Kammermantels unterhalb des dann axial verschiebbar anzuordnenden Drosselkörpers 5, vorgesehen. Dabei kann der Drosselkörper 5 auch verschiedene geometrische Formen haben. Beispielsweise kann er, abweichend von der in Fig. 1 gezeigten einfachen Kegelform, als Doppelkegel ausgebildet sein.Another advantageous measure is an adjustment option for the clear width of the discharge annular gap 15 by known means, for. B. by a funnel-shaped narrowing of the chamber jacket below which is then axially displaceable to be arranged throttle body 5 is provided. The throttle body 5 can also have different geometric shapes. For example, notwithstanding the in Fig. 1 shown simple cone shape, be designed as a double cone.

Für den Einbau der Vorrichtung nach der Erfindung in eine neu zu errichtende oder eine bestehende Anlage ist es vorteilhaft, das gesamte Abscheideaggregat als eine bauliche Einheit auszubilden und mit Befestigungsmitteln, z. B. Verbindungs- oder Tragflanschen, zum Verschrauben mit einem Gasleitungsstrang bzw. zum Einsetzen in einen Gaskanal oder Gasschacht zu versehen. Ein Ausführungsbeispiel hierfür zeigt die Fig. 3: Hier ist das Abscheideaggregat, bestehend aus der Wirbelkammer 1, dem Aerosol-Einlaßrohr 8 mit dem Drosselkörper 5 und der Hilfsluftdüse 3, in das Innere des Schornsteines 12 eingebaut. Das Fundament des Schornsteines bildet wie in Fig. 1 den Schmutzsammelraum 16. Die Düse 3 ist an ein Zuleitungsrohr 13 für die Hilfsluft angeschlossen, das im Inneren des Schornsteines hochgeführt ist. An dem Schornstein oder an der sonst in Betracht kommenden vorhandenen Anlage brauchen also für die Verwendung einer Vorrichtung nach der Erfindung keine wesentlichen Umbauten vorgenommen zu werden.For the installation of the device according to the invention in a newly built one or an existing system, it is advantageous to use the entire separation unit as to form a structural unit and with fasteners such. B. Connection or support flanges, for screwing to a gas line or for insertion to be provided in a gas duct or gas shaft. An exemplary embodiment for this is shown Fig. 3: Here is the separation unit, consisting of the vortex chamber 1, the Aerosol inlet pipe 8 with the throttle body 5 and the auxiliary air nozzle 3, into the interior of the chimney 12 installed. As shown in Fig. 1 the dirt collecting space 16. The nozzle 3 is connected to a supply pipe 13 for the auxiliary air connected, which is led up inside the chimney. By the chimney or at the existing plant that is otherwise considered so need for the Using a device according to the invention no major modifications made to become.

Der Wirbelabscheider nach der Erfindung ist vorstehend für den Anwendungsfall der Rauchgasentstaubung, insbesondere der Rußabscheidung in Schornsteinen, erläutert; er ist aber in gleicher Weise auch zum Ausscheiden von Schwebeteilchen aus beliebigen anderen Aerosolen geeignet, beispielsweise zum Entfernen von Säure- oder Lacknebeln aus Luft.The vortex separator according to the invention is above for the application the flue gas dedusting, in particular the soot separation in chimneys, explained; but it is also in the same way to remove suspended particles suitable from any other aerosols, e.g. for removing acid or paint mist from air.

Wenn also in der vorstehenden Beschreibung der Erfindung die ausgeschiedenen Schwebeteilchen durchweg als »Schmutz« bezeichnet worden sind, so soll damit für die Anwendungsmöglichkeit der Erfindung nicht eine Beschränkung auf solche Fälle ausgesprochen sein, bei denen die ausgeschiedene Masse als unerwünschter oder wertloser Abfall gilt und beseitigt wird. Die Art der auszuscheidenden festen oder flüssigen Schwebestoffe ist vielmehr für die Anwendungsmöglichkeit der Vorrichtung nach der Erfindung belanglos, und die Erfindung ist mithin auch überall dort anwendbar, wo das ausgeschiedene Gut einer Weiterverwertung zugeführt und eigens zu diesem Zweck abgeschieden wird.So if in the above description of the invention the discarded Suspended particles have consistently been referred to as "dirt", so it is intended for the applicability of the invention is not restricted to such cases be pronounced in which the excreted mass is considered undesirable or worthless Waste applies and is disposed of. The type of solid or liquid to be excreted Suspended matter is rather for the application of the device according to the Invention is irrelevant, and the invention can therefore also be used wherever the separated goods are sent for further recycling and specifically for this purpose is deposited.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Vortex separator for aerosols with a preferably vertically arranged, top-open, cylindrical tubular vortex chamber, at the lower end of which the aerosol flows in centrally through a coaxial inlet pipe of smaller diameter and the separated dust mass or liquid precipitates through the annular gap between the inlet pipe and the vortex chamber jacket, whereby Above the mouth of the aerosol inlet pipe in the swirl chamber jacket an eccentrically directed inlet for an auxiliary gas flow serving to generate a swirl and flowing upwards out of the swirl chamber together with the cleaned carrier gas is arranged, characterized in that the inlet (3) for the auxiliary gas has a pointed Angle to the cross-sectional plane of the vortex chamber (1) downwards, so the rising aerosol flow is directed diagonally opposite.

2. Vortex separator according to claim 1, characterized in that the auxiliary gas inlet (3) in a known manner as Nozzle is formed.

3. Vortex separator according to claim 2, characterized in that that the auxiliary gas nozzle (3) is arranged horizontally and vertically pivotable.

4. Vortex separator according to claim 2 or 3, characterized in that the auxiliary gas nozzle (3) in the direction its longitudinal axis is displaceable.

5. Vortex separator according to one of claims 1 to 4, characterized in that the annular gap (15) for the material discharge through a arranged on the aerosol inlet tube, known per se, preferably frustoconical Throttle body (5) is narrowed.

6. vortex separator according to claim 5, characterized in that the clear width of the discharge annular gap (15) is adjustable by known means. Considered publications: German Patent Nos. 234791, 517225, 626 459, 661744, 679138, 729104, 736 004, 849 349; German patent application K 3406 III / 50e (published September 11, 1952); British Patent Nos. 282 258, 528 194, 577 966; U.S. Patent Nos. 2233019 .. 2535140, 2,607,438; "The review in science and technology", 1951, issue 23, p. 725; "Fuel - Heat - Power", Vol. 4 (1952). No. 11, p.393; "Research in the field of engineering", Volume 9 (1938), Issue 2, pp. 68 to 81; "Archives for heat management and steam boilers", Vol. 25 (1944), Issue 5/6, pp. 95 to 99.