Abscheider zum Abscheiden von Feststoffen aus einem aufsteigenden und ait Feststoffen beladenen Gasstrom

Die Erfindung betrifft einen Abscheider zum Abscheiden von Feststoffen aus einem in einem durch mehrere Wände begrenzten Kanal aufste genden und mit Feststoffen beladenen Gasstrom, insbesondere von Feststoffen aus dem aufste genden Rauchgasstrom einer Wirbelschichtfeuerung, mit mindestens zwei Lagen aus versetzt angeordneten und gegen eine Wand geneigten Fangrinnen von im wesentlichen U-förmigem Querschnitt, die sich entgegen der Rauchgasströmung öffnen, und bei denen an den freien Enden ihrer Schenkel innenliegend rinnenartige und die von der Fangrinne abgeschiedenen Feststoffe zur Wand führende Fangtaschen ausgebildet sind.

Mit der Patentanmeldung P 36 40 377.6-41 vom 26.11.1986 ist ein solcher Abscheider vorgesc lagen worden, bei dem die der Wand benachbarten unteren Enden der Fangrinnen in einem gemeinsamen Sa mel- und Ve rtei lungst ri chter oder an der Wand enden. Der Verteilungstrichter kann mit einem sich nach unten erstrec enden Rückführkana l versehen sein. Wegen des über die Fangrinnenlagen anstehenden Druc gefälles besteht die Möglichkeit, daß durch sich einstellende Bypass-St röme in der Rückführanordnung des mittels der Rinnen abgesch edenen Feststoffes und/oder zwischen den einzelnen Fangri nnen lagen die Funktion des Abscheiders verschlechtert wird.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Abscheider der vorstehend genannten Art zu schaffen, bei dem die Ableitung des abgeschiedenen Staubes verbessert wi rd.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß dem der Wand benachbarten unteren Ende einer jeden Fangrinne ein sich bis zur Wand erstreckendes Aus lauf-Kana Istück mit einer an der Wand liegenden und sich nach unten öffnenden sc l tzartigen Aus laufÖffnung zugeordnet ist, und daß sich zwischen den Aus Lauf-Kana Istüc en einer jeden Lage von Fangrinnen Leitbleche mit Abstand von einander und mit Abstand von der Wand erstrecken, die zwischen sich mindestens einen Gasdurchtr ttsschlitz begrenzen.

Das Auslauf-KanaIstück sorgt für eine sichere Umlenkung und gegebenenfalls Zusammenführung der beiden aus den rinnenart gen Fangtaschen austretenden Ablaufsträhnen. Die mögliche Zusammenfassung der beiden Ablaufstrahnen zu einer gemeinsamen Strähne mit erhöhter Konzentration führt in Verbindung mit der schlitzartigen Aus laufÖffnung zur Verbesserung der Staubrückführung entgegen der an der Wand aufsteigenden Gasströmung.

Durch den mindestens einen zwischen den Leitblechen definierten Schlitz wird einerseits ein Druc ausgleich zwischen den einzelnen Fangrinnenlagen und andererseits eine weitgehendste Reduzierung der Zirkulation der Bypass-Strömung innerhalb einer Lage ermöglicht.

Vorzugsweise sind den der Wand benachbarten Kanten der •Aus laufÖffnung des Aus lauf-Kana Istückes und der Leitbleche nach unten gerichtete AbgewinkeLungen zugeordnet, um definierte Strömungsverhältnisse zu schaffen. Die AuslaufÖffnung eines jeden Auslauf-KanaIstückes kann von der Wand begrenzt sein, d.h. die Wand bildet die Stirnfläche des Aus lauf-KanaIstückes. Es ist jedoch auch

möglich, daß das Anschluß-Kanalstück an seinem an der Wand anliegenden Ende durch ein verschleißarmes Stirnblech verschlossen ist, um die durch die abgeführten Feststoffe an der Wand hervorgerufenen Erosionen zu begrenzen.

Um die Umlenkung der abgeschiedenen Feststoffe aus der Fangrinne an die Wand noch weiter zu verbessern, ist es von Vorteil, wenn das Ansc luß-Kanalstück noch gegen die gegenüber der Wand geneigte Rinne nach unten geneigt ist.

Um eine Bypass-Strömung entgegen der Feststofförderrichtung durch das Ansch lußk3na Istück zu verringern, ist es zweckmäßig, daß die Fangrinne an rem dem Anschluß- Kanalstück zugewandten Ende unter Freilassung der Austrittsquerschnitte der Fangtaschen zumindest tei Igesc Lossen ist. Durch das Ausmaß der Abschließung kann die Bypass-Strömung über die Fangrinne eingestellt werden.

Es ist weiterhin zweckmäßig, daß die Neigung und gegebenenfalls die Lage der auf Abstand angeordneten Leitbleche der Neigung und gegebenenfalls der Lage der Deckfläche bzw. der Bodenfläche des Aus lauf-Kana Lstüc es entspri cht .

Der Abstand der Kanten, insbesondere Knickkanten, der Leitbleche von der Wand ist in der oberen Lage kleiner als in der unteren Lage, um den Zuwachs an abgeschiedenen Feststoffen an der Wand nach unten abzuführen. Der Abstand ist somit abhängig von der Querschnittsgröße der Fangtaschen und der Anzahl der Rinnenlagen. Da die Ansc luß-Kanalstücke in ihrer Deckfläche geschlossen sind, wird der abgeschiedene Feststoff jeweils durch die zwischen den Kanten der Leitbleche und der Wand verbleibenden Schlitze nach unten abgeleitet.

Die einzelnen Lagen der Fangrinnen, der Anschluß- Kanalstücke und der in den Zwischenräumen zwischen den

Anschluß-KanaLstücken angeordneten Leitbleche können in vorgegebenem Abstand von einander angeordnet sein, so daß zwischen ihnen in der Nähe der Wand ein Gasdurchgangsschlitz aufgebaut wird.

Zur Vermeidung von FeststoffabLagerungen im WandanschLußberei ch, insbesondere der unteren RinnenLagen, und zur Begrenzung von Strömungen der möglichst kompakt abzuleitenden Feststoffsträhnen können auf der Deckfläche des Ansch luß-KanaIstückes zumindest der unteren Lage dachförmige Aufsätze vorgesehen sein oder die Deckfläche entsprechend dachförmig ausgebildet sein.

Die Erfindung richtet sich auch auf eine Vorrichtung zum Abscheiden und Ableiten von Feststoffen mit einem Abscheider der vorstehend genannten Art.

Es kann zweckmäßig sein, die aus dem Abscheider nach unten austretenden Feststoffe zusammenzufassen und den der Wand zugeordneten Ecken zuzuführen.

Insbesondere ist dies bei der Verwendung des Abscheiders im Zusammenhang mit Wirbelschichtfeuerungen der Fall.

Um dies zu erreichen, ist vorgesehen, daß an der Wand unterhalb des Abscheiders zusätzlich mindestens ein dachförmiger Einbau vorgesehen ist, der die aus dem Abscheider Längs der Wand austretenden Strähnen in die beiden der Wand zugeordneten Ecken des KanaLes ableitet. Hierdurch erhält man zwei hoch aufkonzentri erte Feststoffsträhnen, die auch im Gegenstrom des mit Feststoff beladenen aufsteigenden Gasstromes über größere Höhen ihre geschlossene Strahlform behalten.

Der Neigungswinkel der Fangrinnen selbst richtet sich nach dem Schüttgutwinkel der abzuscheidenden Feststoffe bzw. Stäube und liegt zwischen ca. 30-60 , wobei im Normalfall

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ein Neigungswinkel von 45 vorgesehen ist

Durch die Anschluß-Kanalstücke und die Anordnung von Leitblechen zwischen ihnen, die Leitfunktionen für Staub und Luft übernehmen, wird das Ausfließen und Ableiten von Feststoffen aus den einzelnen Rinnen und dem gesamten Abscheiderpaket entgegen der sich einstellenden Bypass- Strömung verbessert. Gesonderte Feuerraum- Querschnittserweitungen zur Ausbildung von Sammel- und Verg lei l ch äßi gungst ri chtern im Abscheidebereich, die zu aufwendigen und teuereren Rohrwandausbiegungen führen müßten, sind nicht erforderlich.

Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Figuren näher beschrieben werden. Es zeigen:

FIG. 1 einen Tei lschnitt durch den Feuerraum einer hoch expandierten Wirbelschichtfeuerung mit einem drei lagigen Fangrinnenabscheider und einer unterhalb des Fangrinnenabscheiders angeordneten Abieiteinrichtung zum Ableiten der Feststoffe in zwei gegenüberliegende Ecken des Feuerraumes,

FIG. 2 einen Querschnitt durch eine Fangrinne längs der Linie II-II in FIG. 1,

FIG. 3 eine Aufsicht auf eine Fangrinne in Blickrichtung der Pfei le III-III in FIG. 1,

FIG. 4 eine perspektivische Tei laufsicht in Blickrichtung des Pfeiles IV in FIG 1,

FIG. 5 einen Schnitt durch die Baugruppe gemäß FIG. 4 längs der Linie V-V und

FIG. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI in FIG. 4

Bei dem in FIG. 1 dargestellten Feuerraum 1 einer Wirbelschichtfeuerung steigen die feststoffbe ladenen Rauchgase auf und treten in einen Fangrinnenabscheider 2 ein, der aus drei auf Abstand angeordneten Lagen von Fangrinnen 3 besteht, wobei die Fangrinnen 3 der einen Lage gegenüber den Fangrinnen der nachfolgenden Lage versetzt angeordnet sind, d.h. ein sogenannter Labyrinth- Abscheider aufgebaut wird. Die einzelne Fangrinne 3 besteht aus zwei vertikalen Seitenwänden 3a und 3b und einer Deckfläche 3c, so daß eine im wesentlichen U-fδrmige Gestalt gegeben ist. An den freien Kanten der Seitenwände 3a und 3b sind jeweils rinnenartige Fangtaschen 4 ausgebildet. (Vgl. FIG. 2 und 3) Das in der FIG. 1 rechte Ende der einzelnen Rinne ist im Bereich der Fangtaschen durch ein Schließblech 5 teilgeschlossen und am anderen Ende durch eine Schli ßplatte 3d. Wie aus der FIG. 1 ersichtlich ist, sind die Fangrinnen geneigt und führen den abgeschiedenen Feststoff nach rechts zu einer Feue raumwand 6 ab. Zwischen der Feuerraumwand 6 und den Fangrinnen 3 sind Anschluß-Kanalstücke 7 vorgesehen, die gegenüber den Fangrinnen 3 geneigt sind.

Die Anschluß-Kanalstücke 7 bestehen (vgl. hierzu auch FIG. 3, 4, 5 u. 6) aus Seitenwänden 7a und 7b einer Deckfläche 7c und einer Bodenfläche 7d.

Die Deckfläche 7c erstreckt sich von dem Ende der Fangrinne 3 bis zur Feuerraumwand 6. Die Bodenfläche 7d weist eine Abwinklung 7d * auf, so daß zwischen der Abwinklungskante 8, den beiden Seitenwänden 7a und 7b und der Feuerraumwand 6 eine schlitzförmige Aus laufÖffnung 9 verbleibt. Zur Vermeidung von Wanderosionen kann aber ein Stirnblech 7e vorgesehen sein (vgl. FIG.3 und FIG.6 oben) .

In einer jeden Lage erstrecken sich zwischen den benachbarten Seitenwänden 7b und 7a benachbarte Anschlußstücke unter Ausrichtung auf Lage und Winkel der

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Deckfläche 7c bzw. der Bodenfläche 7d ein oberes Leitblech 10 und ein unteres Leitblech 11, die wie die Bodenfläche 7d jeweils mit einer Abwinklung 10* bzw. 11 * versehen sind, wobei die entsprechenden Kanten 12 und 13 mit Abstand von der Wand 6 liegen, so daß es zur Ausbildung von Schlitzen 14 bzw. 15 kommt.

Zwischen den freien Kanten der Abwinklungen 7d ' und 11 d ' bildet sich ein durchgegender Schlitz 16 aus.

In der perspektivischen Darstellung gemäß FIG. 4 sind mit dicken durchgegenden Linien die Feststoffströme dargestellt, die aus den Auslauföffnungen 9 austreten. Die dicken Linien begrenzen den Austrittsschleier. Um die Darstellung nicht unübersi c Li ch zu machen, ist die in der Beschreibung angesprochene Vergleichmäßigung der aus den Taschen 4 austretenden Strähnen bei Durchgang durch die Aus laufÖffnung nicht mit dargestellt. Insbesondere die Leitbleche 10 übernehmen auch eine Staub Lei funkt i on, da sie den auf sie auftreffenden Feststoff ablenken.

Wie insbesondere aus der FIG. 6 ersichtlich ist, ist es sinnvoll zumindest bei den unteren Abschei der lagen auf der sonst ebenen Deckfläche 7c einen dachförmigen Aufbau 18 auszubilden, um Staubablagerungen im Anschlußbereich der unteren Rinnenlage oder -Lagen an der Feuerraumwand 6 zu vermeiden. Dieser Aufbau kann auch durch entsprechende Ausformung der Deckfläche 7c selbst ausgebildet werden. In der FIG. 4 sind die aus de r aufsteigenden Gasströmung längs der Feuerraumwand 6 abzweigenden Tei lgass röme gepunktet dargestellt und durchströmen den Schlitz 16 und die sich zwischen der freien Kante der Abwinklung 10* des Leitbleches 10 und dem Leitblech 11 einstellenden Einzelsc litze 19. Durch die Aus laufÖf nungen 9 strömt nur eine geringe Gasmenge.

Durch das Zusammenspiel der Einzelsc litze 19 und

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gegebenenfalls der Schlitze 16 wird einerseits ein Druckausgleich zwischen den einzelnen Lagen der Fangrinnen 3 und andererseits eine möglichst geringe Zirkulation der Bypass-Strömung innerhalb der einzelnen Lage 3 erreicht. Wie aus der FIG. 5 ersichtlich ist, nimmt die Breite der Schlitze 14 und 15 von oben nach unten zu, damit der Abführquers hnitt entsprechend der Zunahme des abgeschiedenen Feststoffes vergrößert wird. Die Zunahme von Lage zu Lage hängt von der Querschnittsgröße der Fangtaschen und der Gesamtzahl der Rinnenlagen ab.

Wie aus der FIG. 1 ersichtlich ist, kann in bevorzugter Weise unterhalb des Abscheiders 2 ein Abieiteinrichtung 20 in Form eines sich parallel zur Wand erstreckenden Dacheinbaues mit Führungswand 20' vorgesehen sein, wobei die Dachspitze in der Mitte der Feuerraumwandung 6 liegt, so daß der ^" von dem Abscheider 2 abgeschiedene Feststoff den beiden Ecken zugeLeitet wird, die der Feuerraumwand 6 zugeordnet sind.

Während in den FIG. nur unter einem Winkel verlaufende Fangrinnen dargestellt sind, kann selbstverständlich auch die einzeLne Fangrinne den aus der FIG. 7 der angezogenen älteren Anmeldung entsprechenden dachförmigen Aufbau aufwei sen.

Weiterhin ist es möglich, daß wie in der FIG. 2 schematisch dargestellt, in der einzelnen Rinne eine oder mehrere Rohraussteifungen 21 vorgesehen sind.

Selbstverständlich braucht das Anschluß-Kanalstück 7 nicht gesondert von der Fangrinne 3 ausgebildet zu sein; es können z.B. die Seitenwände und die Deckfläche des Ansch Lußstückes einstückig mit der Fangrinne ausgebildet sein.