CYCLONE SEPARATOR

Abstract: 1. A cyclone separator for removing particles from a gaseous carrier, having an axially symmetrical housing (1) with a vertical axis of rotation (20), an approximately horizontal inlet connection piece (6) leading into its upper region in a tangential direction relative to the wall of the housing (1), having a gas outlet (3) on the upper end (2) of the housing (1) and having arranged under the gas outlet (3) a wall arrangement (16) which carries a cylindrical tube (21) running along the axis of rotation (20), leading upwards through the plate, characterized in that the wall element is in the form of a horizontal, flat plate (16) and, for the purpose of separating liquid from a liquid gas mixture is arranged above a liquid outlet (13) in the lower end (12) of the housing (1) and is provided with vertical passage means (17) surrounding the tube (21), in that the diameter of the tube (21) is from 1/10 to 1/30 of the diameter of the plate (16) and in that the tube (21) project above the plate (16) by at least twice its diameter.

Description: Zyklonabscheider Die Erfindung betrifft einen Zyklonabscheider zur Entfernung von Flüssigkeit aus einem Flüssigkeits-Gas Gemisch mit einem rotationssymmetrischen Gehäuse mit vertikaler Rotationsachse, in dessen oberen Bereich ein mindestens annähernd horizontaler Einlassstutzen mit gegenüber der Wand des Gehäuses tangentialer Richtung führt, mit einem Gasauslass an der oberen Stirnseite des Gehäuses und einem Flüssigkeitsauslass an der unteren Stirnseite des Gehäuses, über dem eine Platte mit vertikalen Leitvorrichtungen angeordnet ist. Ein solcher Zyklonabscheider ist zum Beispiel in der Zeitschrift "VGB-Kraftwerkstechnik", Heft 12, Dez.1973 in dem Aufsatz Kessel und Feuerungen für 600-MW Blöcke für Braunkohle", Seiten 772 bis 791 in Bild 13 dargestellt. Er umfasst ein zylindrisches Gehäuse, in dessen oberen Bereich annähernd tangential verlaufen de Einlassstutzen angebracht sind, die in einer horizontalen Ebene münden. Gegenüber dieser Ebene sind sie schwach geneigt, so dass Flüssigkeit, die sich in den Einlassstutzen absetzt, in den Abscheider hineinrinnen kann. In der Rotationsachse des Abscheiders liegend ist an der unteren Stirnseite des zylindrischen Gehäuses eine Auslassleitung angebracht. Darüber sitzt eine Platte, die mit vertikalen Rippen an der Innenwand des Gehäu ses angebracht ist. Dies ist ein sogenannter Drallbrecher, denn die Rippen wirken als vertikale Leitvorrichtung, mit der die Rotationsenergie der abströmenden Flüssigkeit verringert wird. Damit soll erreicht werden, dass die Flüssigkeit keine Gase mitreisst. Aufgabe der Erfindung ist es, den Wirkungsgrad von Zyklonabscheidern zu verbessern, weil sich gezeigt hat, dass trotz der vertikalen Leitvorrichtungen Gas bis in den Flüssigkeitsauslass hinein mitgerissen wird, das dort in Form eines Zopf genannten Gasblasenwirbels den Flüssigkeitsauslass behindert. Gemäss der Erfindung führt längs der Rotationsachse ein Rohr durch die Platte und von dieser nach oben. Damit kann eine erstaunliche Verbesserung des Abscheiderwirkungsgrades erreicht werden. Bei Versuchen hat sich klar gezeigt, dass der Zopf, also die mit der Flüssigkeit mitgerissene Gassäule in der Achse des Abscheiders, völlig vermieden werden kann. Das Rohr hat in Anpassung an die Rotationssymmetrie des Zyklonabscheiders zweckmässig einen kreisförmigen Querschnitt. Es sollte um mindestens das Doppelte seines Durchmessers über die Platte hinausragen, damit es eine gewisse "Kaminwirkung" ausüben kann. Das Rohr kann aber im Prinzip auch mit anderen Querschnitten ausgeführt werden. Die freie Länge des Rohres, also seine Höhe über der Platte, sollte mindestens 1/10 des Durchmessers des Abscheidergehäuses im Bereich der Platte betragen. Damit kann erreicht werden, dass die Mündung des Rohres oberhalb des normalen Wasserspiegels im Abscheider liegt. Versuche haben aber gezeigt, dass eine wesentliche Verbesserung des Abscheiderwirkungsgrades auch schon eintritt, wenn das Rohr noch unterhalb des Wasserspiegels endet. Die Breite des Rohres sollte 1/10 bis 1/30 der Breite der Platte betragen. Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Dabei zeigt die Figur in einem Vertikalschnitt ein schematisiertes Abscheidermodell nach der Erfindung zur Trennung eines Dampf-Wasser-Gemisches. Der Zyklonabscheider umfasst ein zylindrisches Gehäuse 1, das an seiner oberen Stirnseite mit einer oberen Deckelplatte 2 verschlossen ist. Die Deckelplatte 2 ist eine ebene Kreisscheibe mit einem Durchmesser D von zum Beispiel 600 mm für die Anwendung in Dampfkraftwerken, für die die Erfindung in erster Linie in Betracht kommt. In der Mitte der Platte 2 sitzt das Dampfauslassrohr 3, so dass der Dampf in Richtung des Pfeiles 4 nach oben entweichen kann. In einem Abstand zwischen 0,8 und 1,5 D unterhalb der Deckelplatte 2 liegt die strichpunktiert angedeutete Eintrittsebene 5 der tangential angeordneten Einlassstutzen 6. Durch diese wird in Richtung des Pfeiles 7 das Wasser-Dampf-Gemisch zugeführt. Es bildet sich eine rotierende Strömung, bei der der Flüssigkeitsspiegel im Abscheider eine parabolische Form mit der gestrichelt dargestellten Oberfläche 8 aufweist. Der tiefste Punkt des Wasserspiegels ist bei 9 angedeutet. Die untere Stirnseite des Zyklonabscheiders ist gleichfalls mit einer ebenen, kreisförmigen Platte 12 verschlossen. In der Mitte des Kreises ist der Flüssig keitsauslass 13 angeordnet, so dass die Flüssigkeit in Richtung des Pfeiles 14 abgezogen werden kann. Unterhalb des Wasserspiegels 9 ist etwa im Abstand 0,8 bis 1,5 D von der Platte 12 als vertikale Leitvorrichtung eine ebene Platte 16 an der Innenseite des Gehäuses angebracht, die an ihrem äusseren Rand auf einem Kreis liegende, vertikale Bohrungen 17 aufweist. Die Bohrungen 17 erzwingen wegen ihrer im Verhältnis zum Durchmesser etwa doppelt so grossen Länge einen weitgehend vertikalen Verlauf des durchtretenden Wassers, so dass der Drall im Raum unterhalb der Platte 16 wesentlich verringert ist. In der Rotationsachse verlaufend, die in der Figur durch die strichpunktierte Gerade 20 dargestellt ist, ist ein Rohr 21 in die Platte 16 eingesetzt. Das Rohr 21 hat bei einem Plattendurchmesser von 600 mm einen Kreisquerschnitt mit einem Durchmesser von 50 mm. Seine Länge beträgt mit 300 mm etwa 5040 des Plattendurchmessers. Das Rohr 21 ist eine Abzugsmöglichkeit für vom Wasser mitgerissenen Dampf, der aufgrund der Druckverhältnisse im Abscheider eine wesentliche Verbesserung des Abscheiderwirkungsgrades zur Folge hat. Jedenfalls ist der früher beobachtete Zopf im Bereich des Flüssigkeitsauslasses 13 vollständig beseitigt. Bei dem schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Rohr 21 durch die Platte 16 hindurchgeführt. Das Rohr 21 kann aber auch auf die Platte aufgesetzt werden, so dass in der Platte selbst nur eine mit dem Rohr 21 übereinstimmende Bohrung vorgesehen ist. Ub licherweise hat ein eingesetztes Rohr jedoch eine grössere mechanische Festigkeit, so dass Schwingungserscheinungen vermieden werden. 4 Patentansprüche 1 Figur

Claims: Patentansprüche 1. Zyklonabscheider zur Entfernung von Flüssigkeit aus einem Flüssigkeits-Gas-Gemisch mit einem rotationssymmetrischen Gehäuse mit vertikaler Rotationsachse, in dessen oberen Bereich ein annähernd horizontaler Einlassstutzen mit gegenüber der Wand des Gehäuses tangentialer Richtung führt, mit einem Gasauslass an der oberen Stirnseite des Gehäuses und einem Flüssigkeitsauslass an der unteren Stirnseite des Gehäuses, über dem eine Platte mit vertikalen Leitvorrichtungen angeordnet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass längs der Rotationsachse (20) ein Rohr (21) durch die Platte (16) und von dieser nach oben führt. 2. Zyklonabscheider nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Rohr (21) einen kreisförmigen Querschnitt hat und um mindestens das Doppelte seines Durchmessers über die Platte hinausragt. 3. Zyklonabscheider nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die freie Länge des Rohres (21) mindestens 1/10 des Durchmessers des Gehäuses (1) im Bereich der Platte (16) beträgt. 4. Zyklonabscheider nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Breite des Rohres (21) 1/10 bis 1/30 der Breite der Platte (16) beträgt.

Inventors: LOSEL, GEORG, SCHNEIDER, EGON, Lösel, Georg 
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1983
Main classification: B04C5
IPC codes: B04C5, F22B37, B01D45