DE2622938C3 - Zweistufiger Zyklon-Filter-Abscheider - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen zweistufigen Zyklon-Filter-Abscheider gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs i für natürliche Gase.

Ein derartiger Abscheider ist etwa aus dem DE-GM 18 79 283 bekannt, bei dem lediglich ein Zyklonabscheider und neben diesem achsparallel und über die Querschnittsfläche gleichzeitig verteilte Filterkerzen angeordnet sind. Bei dieser unsymmetrischen Anordnung wird kein hoher Abscheidewirkungsgrad erzielt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zyklon-Filter-Abscheider zum Abscheiden von festen und/oder flüssigen Verunreinigungen aus einem Gas zu schaffen, der sich bei einfachem Aufbau und einfacher Wartung durch einen besonders günstigen Betriebswirkungsgrad auszeichnet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.

Zwar ist es aus der US-PS 29 41 621 bekannt, mehrere in sich geschlossene Ringe mit jeweils mehreren Zyklonen vorzusehen, jedoch sind bei diesem bekannten Abscheider keine Filterkerzen vorhanden, sondern lediglich mit Sieben abgedeckte, seitliche Öffnungen in der Zufuhrleitung, durch die das zu reinigende Gas den Zyklonabscheidern zugeführt wird. Ferner ist es aus der GB-PS 7 98 409 bekannt, Gaseinlaß und Gasauslaß in gleicher Höhe anzuordnen.

Der erfindungsgemäße Abscheider weist einen hohen Abscheidewirkungsgrad von Verunreinigungspartikeln aus dem Gas auf, wobei sowohl feste als auch flüssige Partikel von außerordentlich geringer Größe abgeschieden werden können. Der Abscheider ist einfach aufgebaut und ermöglicht einen einfachen Austausch von Bauteilen, insbesondere zur Wartung. Eine besonders vorteill.afte und wirksame Reinigung des Abscheiders wird bei Verwendung einer austauschbaren Düse und/oder sich verjüngender, aufgerauhter oder gerändelter Strömungsbrecherstangen oder -stifte erzielt, durch die weitere Verunreinigungen abgeschieden werden. Die Überprüfung und die Wartung des Abscheiders werden durch ein Schnellverschlußsystem stark erleichtert. Durch die Anordnung von Gaseinlaß- und Gasauslaßöffnungen auf derselben Höhe wird insbesondere bei Kolonnenanordnungen in begrenztem Raum ein wesentlich besserer Zugang gewährleistet.

Ein Faktor von außerordentlicher Bedeutung besteht darin, daß der erfindungsgemäße Zyklon-Filter-Abscheider auch dann vollkommen störungsfrei und ordnungsgemäß arbeitet, wenn der Durchfluß unter den minimalen Betriebswert absinkt oder den maximalen Betriebswert überschreitet. Es hat sich nämlich gezeigt, daß die Verminderung des Durchflusses keine Abnahme in der Wirkung der Filtration durch die erste Filterstufe (Zyklon) bewirkt, da Elemente wie Strömungsbrecher und Spiralen entlang der Achse des Zyklonenauslaßrohres angeordnet sind, während die verminderte Geschwindigkeit des Fluides durch die Filterkerze eine verbesserte Filierwirkung mit sich bringt, da die Verunreinigungspartikel in geringerer Menge ankommen und die Gasströmung nicht axial sondern tangential

in das Filter eintritt und somit über einen größeren Bereich verteilt wird, so daß die Mengen der absorbierten Verunreinigungspartikel dieselben sind und die Filter einen höheren Wirkungsgrad haben.

Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Vertikalschniti durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung,

Fig.2 einen Querschnitt entlang der Linie A-A in der Fig. 1, !0

F i g. 3 einen Querschnitt entlang der Linie B-B in der Fig. 1,

Fig.4 einen Schnitt durch den Zyklon und die Austrittsdüse für die Verunreinigungen sowie durch den Weg der Verunreinigungen,

Fig. 5 einen Querschnitt durch den Zyklon entlang den Pfeilen A '-A',

Fig.6 einen Horizontalschnitt entlang der Linie C-C in der F i g. 4 und

Fig.7 einen riorizontalschnitt entlang der Linie DD in der Fig 4.

Der erfindungsgemäße Abscheider gemäß F i g. 1 weist einen zylindrischen Behälter 1, einen Gaseinlaß 2. einen Gasauslaß 3, schnell verschließbare Inspektionsöffnungen 4, die einander gegenüber angeordnet sind und im Bodenteil des Zylinders 1 liegen, durch welche auch ein Zugang zu Düsen 17 besteht, die leicht ausgetauscht werden können, indem sie von ihrem in spezieller Weise ausgebildeten Sitz abgeschraubt werden, ferner eine schnell verschließbare Öffnung 5, auf der Oberseite des Behälters 1, um die Filterelemente 15 herausnehmen und warten zu können, sowie Armaturen zum Einsetzen von Differentialmanomelern mit doppelter Skala zur Überprüfung von APder ersten und der zweiten Stufe auf. An dem Zylinderboden ist ein Rohrbogen 6 angeordnet, welcher mit einem Absperrventil und einer Öffnung 13' für den Austritt von Verunreinigungen ausgestattet ist.

Im Inneren des Behälters sind eine Trennwand 7, auf der die Zyklonen vertikal angeordnet sind, eine w Trennwand 8, die sowohl die Zyklonen als auch die Filterkerzen hält, sowie eine Trennwand 9 vorgesehen.

Im Innenraum sind auch die Zyklonen 12 angeordnet, von denen jeder folgende Teile aufweist:
ein zentrales Bauteil mit elliptischem Querschnittsumriß, wobei in den F i g. 5 und 6 bei A '-A' speziell vorgesehene Längsschlitze dargestellt sind, welche zur Einführung von Fluid dienen, ferner die leicht austauschbare ^ustrittsdüse 17, die unter dem Zyklonenhauptkörper angeordnet ist. und ein zu den obigen Bauteilen koaxiales Gasrohr, wobei sowohl im oberen als auch im unteren Teil dieses Rohres Filter angeordnet werden können. Im Inneren des Rohres sind hingegen wendeiförmige Flächen vorgesehen, die auf dem unteren Filter aufliegen und durch das obere Filter blockiert werden, oder die wendeiförmigen Flächen sind mit speziellen Speichenhalteelemenlen befestigt, um eine zusätzliche Wirbelbewegung des Gases hervorzurufen und damit eine zusätzliche Abscheidung von Verunreinigungsparl'keln.

Schließlich sind Fi'ier vorhanden, die die endgültige Abscheidung von Pa'tikc.i unterhalb einer Größe von 3 Mikron herbeiführen.

Gemäß den vorstehenden Ausführungen sind an der Außenseite des Behälters der Gaseinlaß 2 und der Gasauslaß 3 vorgesehen. Der obere Deckel 5, der als Schnellverschluß ausgebildet ist, dient als Zugang zu den Filterkerzen, und die schnell verschließbaren einander gegenüber am Unterteil des Behälters 1 angeordneten Öffnungen 4 sind für Prüfzwecke vorgesehen.

Die Öffnungen 4 dienen zu einem schnellen Zugang zu den Düsen, so daß aufgebrachte Düsen leicht ersetzt werden können.

Somit kann durch einfaches Vorgehen bei geringen Kosten die Vorrichtung gewartet und wieder instandgesetzt werden. Die Trennwände teilen den Behälter 1 in verschiedene Kammern: Eine erste Staubkammer 10 dient zur Aufnahme von Verunreinigungen, die aus dem Gits mit Hilfe des Zyklons abgeschieden wurden, während die übrigen Kammern das Gas in verschiedenen Behandlungsstufen verteilen.

Der erfindungsgemäße Filter-Abscheider der F i g. 1 arbeitet folgendermaßen: durch den Gaseinlaß 2. der mit einem Ab.Derrventil ausgestattet ist. tritt das /u reinigende Gas in Querrichtung ein und gelangt in eine Einlaßkammer 11 und dann zu den Zyklonen 12 in Richtung der Pfeile in den F 1 g. 5 und 6. Die Zyklonen 12 erteilen dem Fluid eine spiralförmige Bewegung. Die aul die Partike¹ einwirkende Zentrifugalkraft schleudert die Partikel radial nach lußen gegen die Innenwände des Zyklons, während sie mit einer spiralförmigen Wirbelbewegung der unteren ersten Slaubkammer 10 zugeführt werden, bei der Wartung werden die Partikel durch die Öffnung 4 abgeführt, die im Bodenteil des Behälters 1 angeordnet ist, oder sie werden durch die Auslaßöffnung 13' abgeführt. Das noch nicht vollständig gereinigte Gas verläßt die Zyklonen 12 am oberen Ende der Zyklonenroh¹ e 13 und mit einer Aufwärtsbewegung, die auch kegelstumpfförmig oder nach Art eines Venturi-Rohres ausgebildet sein können; ferner können gemäß Fig. 7 am Ende der Rohre 13 mit Öffnungen versehene Scheiben mit Hilfe von Schnellbefestigungselementen angeordnet sein. Im Inneren der Rohre 13 können auch wendeiförmige Flächen angeordnet sein, die auf den iT.it Öffnungen versehenen unteren Scheiben aufliegen, und die wendeiförmigen Flächen können durch die oberen, mit Öffnungen versehenen Scheiben gemäß der Darstellung in den Fig.4 und 7 verriegelt sein. Solche Einrichtungen, d. h. mit Öffnungen versehene Scheiben und wendeiförmige Flächen ermöglichen eine zusätzliche Abscheidung und Filtration während der Aufwärtsbewegung des Gases, welches noch Verunreinigungspartikel enthält.

Das aus den Rohren 13 austretende Gas gelangt in eine zweite Staubkammer 14 und tritt schließlich in radialer Richtung in die Filterkerzen 15 ein (vgl. Fig. 1). Hier wird das Gas vollständig gereinigt, tritt aus dem Bodenteil des Filters aus und wird einer Auslaßkammer 16 zugeführt, von wo das gereinigte Gas durch den Gasauslaß 3 abgeführt wird.

Ferner sind konische Strömungsbrecherstangen 18 sowohl auf der Innenwand als auch auf der Außenwand des Zyklons angeordnet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Zyklon-Filter-Abscheider zum Abscheiden von festen und/oder flüssigen Verunreinigungen aus einem Gas, bei welchem das Gas in mehreren Zyklonabscheidern vorgereinigt und in diesen nachgesehalteien Filterelementen ruchgereinigt wird, wobei das zu reinigende G;is einem die Zyklonabscheider und die Filterelemente aufnehmenden Behälter durch einen Gaseinlaß auf der -o einen Seite zugeführt und durch einen Gasauslaß auf der gegenüberliegenden Seite wieder abgeführt wird, der Behälter als im wesentlichen aufrechtstehender zylindrischer Körper ausgebildet is!, auf einer mittleren Höhe des Behälters an der Zylindermantelfläche der Gaseinlaß und auf derselben Höhe auf der diametral gegenüberliegenden Seite der Gasauslaß angeordnet sind, auf der Höhe des Gaseinlasses der Zyklonabscheider angeordnet ist, der Auslaß des Zyklonabscheiders in einer im unteren Bereich des Behälters angeordneten ersien Staubkammer mündet und der Auslaß des Zyklonabscheiders jeweils in einer im oberen Bereich des Behälters angeordneten zweiten Staubkammer mündet, in der Filterkerzen angeordnet sind, in die das vorgereinigte Gas über die gesamte Filterfläche aus der zweiten Staubkammer eintritt und deren Auslaß in eine mit dem Gasauslaß in Verbindung stehende Auslaßkammer mündet, und wobei die zweite Staubkammer durch eine Trennwand abge- JO dichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf wenigstens einem in sich geschlossenen Ring mehrere Zyklonabscheider (12) angeordnet sind, deren Eintrittsöffnungen jeweils in einer mit dem Gaseinlaß (2) in Verbindung stehenden Einlaßkammer (11) vorgesehen sind, daß die Filterkerzen (15) auf einem in sich geschlossenen Ring angeordnet sind, daß die Trennwand (8) zwischen der zweiten Staubkammer (14) und der Auslaßkammer (16) im wesentlichen senkrecht zur Zylinderachse ist und daß die erste Staubkammer (10) gegenüber der Einlaßkammer (11) durch eine im wesentlichen senkrecht zu der Zylinderachse angeordnete Trennwand (7) und die Einlaßkammer (11) gegenüber der Auslaßkammer (16) durch eine gegenüber der Zylinderachse geneigte Zwischenwand (9) jeweils abgedichtet sind.

2. Abscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Zyklonabscheider (12) als auch die Filterkerzen (15) vertikal auf den Trennwänden (7,8) stehend angeordnet sind.

3. Abscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zyklondüsen (17) austauschbar sind.

4. Abscheider nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß entlang den Röhren (13) der Zyklonen (12) wendeiförmige Flächen angeordnet sind und daß an den Enden der Röhren (13) schraubbare Filter vorgesehen sind, die eine große Maschenweite haben, so daß eine dritte Abscheidung von Verunreinigungen aus dem Gas gewährleistet ist.

5. Abscheider nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl auf der Innenwand als auch auf der Außenwand des Zyklons (12) mit Gewinde versehene, konische, aufgerauhte Strömungsbrecherstangen (18) angeordnet sind, um die Verunreinigung durch Partikel weiter zu vermindern.

6. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vergrößerung der Filleroberfläche die Gase in radialer Richtung eintreten.