NL1003157C2 - Rotary particle separator with high separation rate. - Google Patents
Rotary particle separator with high separation rate. Download PDFInfo
- Publication number
- NL1003157C2 NL1003157C2 NL1003157A NL1003157A NL1003157C2 NL 1003157 C2 NL1003157 C2 NL 1003157C2 NL 1003157 A NL1003157 A NL 1003157A NL 1003157 A NL1003157 A NL 1003157A NL 1003157 C2 NL1003157 C2 NL 1003157C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- separating
- channels
- medium
- separating body
- channel
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
- B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
- B01D45/14—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces generated by rotating vanes, discs, drums or brushes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)
- Centrifugal Separators (AREA)
Description
ROTERENDE DEELTJESSCHEIDER MET HOGE AFSCHEIDINGSGRAADROTARY PARTICLE SEPARATOR WITH HIGH SEPARATION
De uitvinding heeft betrekking op een scheidingslichaam dat in rotatie kan worden gebracht ten behoeve van het afscheiden van vaste of vloeibare deeltjes van micron- of submicrongrootte· uit een 5 gasvormig of een vloeibaar medium, waarbij het betreffende lichaam bestaat uit een grote hoeveelheid scheidingskanalen met enkelvoudig samenhangende wanden over een deel van de axiale lengte, met het kenmerk dat de lengte van tenminste één van de kanalen aangeduid met 10 L, de radiale breedte van het kanaal aangeduid met d en de gemiddelde axiale mediumsnelheid in het kanaal aangeduid met w in onderlinge afhankelijkheid worden gekozen op zodanige wijze dat het dimensieloze kengetal Lv/(wd2) minimaal gelijk is aan 0.035, bij voorkeur 0.040, 15 waarbij v de kinematische viscositeit van het medium is. De uitvinding heeft tevens betrekking op een roterende deeltjesscheider welke bestaat uit vorenstaand beschreven scheidingslichaam, waarop stroomopwaarts en stroomafwaarts al dan niet impellers zijn bevestigd en 20 waarbij het scheidingslichaam is gemonteerd in een huis dat is voorzien van een mediuminlaat en een mediumuitlaat, eventueel met een aparte uitlaat voor het verwijderen van afgescheiden deeltjesmaterie.The invention relates to a separating body which can be rotated for the purpose of separating solid or liquid particles of micron or submicron size from a gaseous or a liquid medium, the body concerned consisting of a large number of separating channels with single cohesive walls over a part of the axial length, characterized in that the length of at least one of the channels denoted by 10 L, the radial width of the channel denoted by d and the average axial medium velocity in the channel denoted by w in interdependence are chosen in such a way that the dimensionless index number Lv / (wd2) is at least equal to 0.035, preferably 0.040, 15, v being the kinematic viscosity of the medium. The invention also relates to a rotary particle separator which consists of the separator body described above, on which impellers are mounted upstream and downstream or not, and wherein the separator body is mounted in a housing which is provided with a medium inlet and a medium outlet, optionally with a separate outlet for removing separated particulate matter.
EP 0286160, US 4,994,097 en US 5,073,177 hebben 25 betrekking op roterende deeltjesscheiders roterende axiale scheidingskanalen die zodanig gedimensioneerd zijn dat de stroming van het medium in de kanalen laminair is overeenkomstig een Reynoldsgetal kleiner dan 2300. PCT/NL94/00079 betreft axiale kanalen die niet-parallel 30 aan de rotatie-as zijn geplaatst binnen gedefinieerde grenzen zodanig dat secundaire stromingen het scheidingsproces niet nadelig beïnvloeden.EP 0286160, US 4,994,097 and US 5,073,177 relate to rotating particle separators, rotating axial separating channels which are dimensioned such that the flow of the medium in the channels is laminar according to a Reynolds number less than 2300. PCT / NL94 / 00079 relates to axial channels that are not placed parallel to the axis of rotation within defined limits such that secondary flows do not adversely affect the separation process.
1003157 21003157 2
Het nieuwe inzicht, neergelegd in deze uitvinding, bestaat hieruit dat de stroming van het medium niet alleen laminair moet zijn en de kanalen niet-parallel tot zekere grenzen, maar dat de lengte-hoogte 5 verhouding van de kanalen minimaal gelijk dient te zijn aan een specifieke waarde zodanig dat in de kanalen verstoringen bij intrede in het kanaal uitgedempt zijn en er zich ontwikkelde laminair-visceuze stroming, ook wel genoemd Hagen-Poiseuille stroming, in de kanalen 10 ingesteld heeft. Alleen als aan deze voorwaarde is voldaan zal er een stroming ontstaan waarbij deeltjes die met het gasvormige of vloeibare medium de kanalen intreden zoveel mogelijk afgescheiden worden. De minimale waarde van de lengte-hoogte verhouding van de kanalen 15 waarbij volledig ontwikkelde laminaire visceuze stroming in de kanalen ontstaat is gegeven door de formule 20 waarbij w de gemiddelde mdiumsnelheid in het kanaal is, d de kanaalhoogte, v de kinematische viscositeit van het medium dat de kanalen doorstroomt en ax een numeriek getal dat bij voorkeur gelijk is aan 0.035.The new insight, laid down in this invention, consists in that the flow of the medium must not only be laminar and the channels non-parallel to certain limits, but that the length-height ratio of the channels must be at least equal to a specific value such that disturbances upon entry into the channel are damped in the channels and laminar viscous flow, also referred to as Hagen-Poiseuille flow, has been set in channels 10. Only if this condition is met will a flow arise in which particles entering the channels with the gaseous or liquid medium are separated as much as possible. The minimum value of the length-height ratio of the channels 15 to form fully developed laminar viscous flow in the channels is given by the formula 20 where w is the average medium velocity in the channel, d the channel height, v the kinematic viscosity of the medium that the channels flow through and ax a numerical number which is preferably equal to 0.035.
Bovenstaande eis is met name van belang omdat 25 bij praktische uitvoeringsvormen van roterenae scheidingskanalen de stroming bij intrede onderworpen is aan verstoringen waaronder wervels die het scheidingsproces van deeltjes zullen verstoren. Met toenemende afstand vanaf intrede in het kanaal zullen 30 grenslagen aan de wanden van de kanalen in dikte toenemen. Bij een afstand waarbij de lengte-hoogte verhouding overeenkomt met de minimale waarde als boven gespecificeerd vullen de grenslagen het hele kanaal. Er heeft zich een volledig ontwikkelde laminair visceuze 35 stroming ingesteld. Verstoringen in de stroming zijn grotendeels weggedempt en de door centrifugaalkrachten geïnduceerde radiaal gerichte afscheiding van deeltjes kan vrijwel ongestoord zijn gang gaan.The above requirement is particularly important because in practical embodiments of rotary separation channels, the flow is subject to disturbances upon entry, including vortices that will interfere with the separation process of particles. With increasing distance from entry into the channel, 30 boundary layers on the walls of the channels will increase in thickness. At a distance where the length-height ratio corresponds to the minimum value as specified above, the boundary layers fill the entire channel. A fully developed laminar viscous flow has been established. Flow disturbances have largely been cushioned and the centrifugal forces induced radially directed particle separation can proceed almost undisturbed.
1003157 31003157 3
In praktische uitvoeringen treden mogelijkerwijs axiale mediumsnelheden op van 1 tot 5 m/s terwijl de hoogte van de kanalen mogelijk waarden kan hebben van 1 of 3 mm. Nemen we het geval van deeltjes af 5 te scheiden uit lucht dan bedraagt de kinematische viscositeit 1.5 x 10'5 m2/s. De minimaal vereiste lengte-hoogte verhouding varieert voor bovengenoemd voorbeeldgeval van 2.3 tot 35. Bij een kanaalhoogte van 1 mm met een axiale luchtsnelheid van 1 m/s dient L/d 10 minimaal 2.3 te zijn, bij een hoogte van 3 mm en een luchtsnelheid van 5 m/s dient L/d minimaal 35 te zijn, teneinde een stroming te realiseren waarbij een zeer hoge afscheidingsgraad mogelijk is. Indien aan deze eis niet voldaan wordt zullen afscheidingspercentages die 15 aanzienlijk kleiner zijn dan in hoofdzaak volledige afscheiding gevonden worden.In practical embodiments, axial medium velocities of 1 to 5 m / s may occur, while the height of the channels may have values of 1 or 3 mm. If we take the case of separating particles from air, the kinematic viscosity is 1.5 x 10-5 m2 / s. The minimum required length-height ratio for the above example case varies from 2.3 to 35. At a duct height of 1 mm with an axial air speed of 1 m / s, L / d 10 should be at least 2.3, at a height of 3 mm and an air speed of 5 m / s, L / d should be at least 35, in order to achieve a flow where a very high degree of separation is possible. If this requirement is not met, separation percentages that are considerably less than substantially complete separation will be found.
Verder is het van belang dat de stroming in de kanalen stabiel blijft en bijvoorbeeld niet omslaat in een of andere vorm van turbulentie of aan andere 20 tijdsafhankelijke fluctuaties onderhevig is. Voor niet roterende kanalen zal hieraan voldaan zijn indien het Reynoldsgetal gebaseerd op de axiale stromingssnelheid van het medium begrensd is tot een zekere waarde. Deze waarde hangt af van de vorm van de kanalen en zal in de 25 praktijk rond een getalswaarde van circa 2000 liggen indien het Reynoldsgetal gebaseerd is op gemiddelde axiale mediumsnelheid en hydraulische diameter van de kanalen. Een complicatie kan optreden indien de kanalen roteren zoals het geval is in de beoogde vinding. Volgens 30 recente stromingsinzichten kan in het geval van rotatie stabiliteit van de stroming alleen gegarandeerd worden indien naast het Reynoldsgetal gebaseerd op axiale kanaalsnelheid ook het Reynoldsgetal gebaseerd op de hoeksnelheid van de kanalen begrensd is tot een zekere 35 waarde. Voor de afmetingen en fysische gegevens van praktische uitvoeringsvormen van de beoogde vinding wordt hieraan in voorkomende gevallen voldaan indien de kanalen begrensd worden door enkelvoudig samenhangende wanden.Furthermore, it is important that the flow in the channels remains stable and does not, for example, collapse in some form of turbulence or is subject to other time-dependent fluctuations. For non-rotating channels this will be satisfied if the Reynolds number based on the axial flow velocity of the medium is limited to a certain value. This value depends on the shape of the channels and will in practice be around a number value of approximately 2000 if the Reynolds number is based on average axial medium velocity and hydraulic diameter of the channels. A complication can arise if the channels rotate as is the case in the intended invention. According to recent flow insights, in the case of rotational stability of the flow can only be guaranteed if, in addition to the Reynolds number based on axial channel velocity, the Reynolds number based on the angular velocity of the channels is also limited to a certain value. For the dimensions and physical data of practical embodiments of the intended invention, this is met where appropriate if the channels are bounded by single coherent walls.
1003157 41003157 4
Destabilisatie door rotatie wordt hiermee tegengegaan en begrenzing van het Reynoldsgetal gebaseerd op de axiale mediumsnelheid tot een waarde bekend voor niet-roterende kanalen is in voorkomende gevallen voldoende om stabiele 5 ontwikkelde laminair visceuze stroming te bewerkstelligen, mits de lengte-hoogte verhouding minimaal gelijk is aan de vereiste -waarde volgens vinding.Rotation destabilization is hereby counteracted and limitation of the Reynolds number based on the axial medium speed to a value known for non-rotating channels is sufficient, in some cases, to achieve stable developed laminar viscous flow, provided that the length-height ratio is at least equal to the required value according to the invention.
De scheidingskanalen kunnen op diverse wijzen 10 gefabriceerd worden. De mogelijkheid bestaat deze wanden van een zodanig materiaal te maken of op de wanden een laag aan te brengen, dat er een katalytische werking of een andersoortige fysische of chemische werking ontstaat. Deze katalytische, fysische of chemische werking kan erop 15 gericht zijn een bepaalde chemische reactie of fysische omzetting tot stand te brengen: bijvoorbeeld de katalytische omzetting van stikstofoxiden, of de absorptie van vocht, de verdamping van vloeistof, of het oplossen van aerosolen van bijvoorbeeld teer. Naast het 20 afscheiden van deeltjes kunnen dan beoogde fysisch/chemisch/thermodynamische omzettingen plaatsvinden. In het algemeen kan een dergelijke omzetting in voldoende mate gerealiseerd worden indien de lengte-hoogte verhouding een waarde heeft die minimaal 25 gelijk is aan die volgens beoogde vinding. De reden hiervoor is dat in voorkomende gevallen de diffusiecoëfficiënt van vergelijkbare grootte is als de kinematische viscositeit, zodat bij de minimale lengte-hoogte verhouding volgens vinding tevens het dimensieloze 30 kental LD/(wd2), waarbij D de diffusiecoëfficiënt is, voldoende groot is om de beoogde fysische en/of chemische werking te doen plaatsvinden.The separation channels can be manufactured in various ways. It is possible to make these walls of such a material or to coat the walls in such a way that a catalytic action or a different kind of physical or chemical action occurs. This catalytic, physical or chemical action can be aimed at effecting a certain chemical reaction or physical conversion: for example the catalytic conversion of nitrogen oxides, or the absorption of moisture, the evaporation of liquid, or the dissolution of aerosols of, for example, tar . In addition to the separation of particles, the intended physical / chemical / thermodynamic conversions can then take place. In general, such a conversion can be sufficiently realized if the length-height ratio has a value at least equal to that according to the intended invention. The reason for this is that, where appropriate, the diffusion coefficient is of a comparable size as the kinematic viscosity, so that at the minimum length-height ratio according to the invention, the dimensionless 30-digit LD / (wd2), where D is the diffusion coefficient, is also large enough to perform the intended physical and / or chemical action.
Bij het afscheiden van deeltjes kan een deel van de wanden waarop deze deeltjes terechtkomen 35 afgeschermd worden van het gas. Het overblijvende wandoppervlak is echter voldoende om hiervanuit de beoogde fysisch/chemisch/thermodynamische werking te doen plaatsvinden. De beoogde vinding is dus uitermate 1003157 5 geschikt om het zuiveren van gassen van ongewenste deeltjes en het tot stand brengen van specifieke chemisch/fysisch/thermodynamische omzettingen in één inrichting te doen plaatsvinden.When separating particles, part of the walls on which these particles end up can be shielded from the gas. However, the remaining wall surface is sufficient to effect the intended physical / chemical / thermodynamic action. Thus, the object of the invention is extremely suitable for effecting the purification of gases from undesired particles and the realization of specific chemical / physical / thermodynamic conversions in one installation.
5 De onderhavige uitvinding is tevens geschikt om fysisch/chemisch/thermodynamische omzettingen te doen plaatsvinden door het met opzet injecteren van additieven bijvoorbeeld in de vorm van kleine deeltjes in het gas voor intrede in de kanalen. Deze additieven kunnen 10 bijvoorbeeld een katalytische werking tot gevolg hebben, kunnen gasvormige componenten zoals Chloor-verbindingen en Zwavel-verbindingen uit het gas verwijderen, of kunnen bijvoorbeeld vocht absorberen. Ook kunnen kleine deeltjes in de vorm van minuscule vloeistofdruppels geïnjecteerd 15 worden waarmee tevens een natte wassing wordt bereikt. De additieven of deeltjes kunnen ten dele verdampen waarmee het gas afgekoeld wordt. De beoogde werking van deeltjes en druppeltjes treedt op zowel tijdens het verblijf in het gas als tijdens de periode dat deeltjes en 20 druppeltjes uitgeslingerd zijn en zich aan de vangwanden van het scheidingskanaal bevinden. De beoogde werking wordt verkregen indien de lengte-hoogte verhouding van de kanalen minimaal gelijk is aan de vereiste waarde volgens vinding.The present invention is also suitable for effecting physical / chemical / thermodynamic conversions by intentionally injecting additives, for example in the form of small particles, into the gas before entering the channels. These additives can, for example, result in a catalytic action, can remove gaseous components such as chlorine compounds and sulfur compounds from the gas, or can, for example, absorb moisture. Small particles in the form of minuscule liquid droplets can also be injected, whereby a wet wash is also achieved. The additives or particles can partly evaporate, with which the gas is cooled. The intended action of particles and droplets occurs both during the residence in the gas and during the period that particles and droplets are ejected and are located on the trap walls of the separation channel. The intended effect is obtained if the length-height ratio of the channels is at least equal to the required value according to the invention.
25 Derhalve heeft de uitvinding betrekking op een scheidingslichaam dat in rotatie kan worden gebracht ten behoeve van het afscheiden van vaste of vloeibare deeltjes van micron- en submicrongrootte uit een medium, waarbij het betreffende lichaam bestaat uit een grote 30 hoeveelheid scheidingskanalen met enkelvoudig samenhangende wanden over een deel van de axiale lengte, met het kenmerk dat de lengte van tenminste één van de kanalen aangeduid met L, de hoogte van het kanaal aangeduid met d en de gemiddelde axiale mediumsnelheid in 35 het kanaal aangeduid met w in onderlinge afhankelijkheid worden gekozen op zodanige wijze dat het dimensieloze kental Lv/(wd2) minimaal gelijk is aan alf waarbij v de 1003157 6 kinematische viscositeit van het medium is en gelijk is aan 0.030, bij voorkeur gelijk aan 0.035.The invention therefore relates to a separating body which can be rotated for the purpose of separating solid or liquid particles of micron and submicron size from a medium, the body in question consisting of a large number of separating channels with single cohesive walls over part of the axial length, characterized in that the length of at least one of the channels denoted by L, the height of the channel denoted by d and the average axial medium velocity in the channel denoted by w are chosen in interdependence. such that the dimensionless index Lv / (wd2) is at least equal to alf where v is the 1003157 6 kinematic viscosity of the medium and is equal to 0.030, preferably equal to 0.035.
De uitvinding heeft tevens betrekking op een scheidingslichaam met kanalen waarbij minimaal één kanaal 5 een wand heeft waar voorzieningen zijn aangebracht om een katalytische, of chemische of fysische of thermodynamische omzetting te laten doen plaatsvinden.The invention also relates to a separating body with channels in which at least one channel 5 has a wall where provisions are arranged for a catalytic, chemical or physical or thermodynamic conversion to take place.
In het scheidingslichaam is het aantal kanalen in het algemeen groter dan 100, zoals 150 tot 1.000.000.In the separator, the number of channels is generally greater than 100, such as 150 to 1,000,000.
10 Het aantal kanalen met beoogde minimale waarde van het dimensieloze kengetal is in het algemeen meer dan 20% tot 30%. Bij voorkeur hebben vrijwel alle kanalen de beoogde minimale waarde van het dimensieloze kengetal. Indien naast deeltjesscheiding in de kanalen ook fysische en/of 15 chemische werking bewerkstelligd wordt en indien de diffusiecoêfficiênt aangeduid met D afwijkt in grootte van de kinematische viscositeit aangeduid met v, dan dient minimaal één van de kanalen waar de fysische en/of chemische werking bewerkstelligd wordt zodanig gekozen te 20 worden dat het dimensieloze kengetal LD/(wd2) minimaal gelijk is aan 0.035, in voorkomende gevallen minimaal gelijk aan 0.1.The number of channels with the intended minimum value of the dimensionless key figure is generally more than 20% to 30%. Preferably almost all channels have the intended minimum value of the dimensionless key figure. If, in addition to particle separation in the channels, physical and / or chemical action is also achieved and if the diffusion coefficient indicated by D differs in size from the kinematic viscosity indicated by v, then at least one of the channels where the physical and / or chemical action is effected is chosen to be such that the dimensionless key figure LD / (wd2) is at least equal to 0.035, where appropriate at least equal to 0.1.
Bij voorkeur is het scheidingslichaam voorzien van een spuiteenheid voor het met spuitmedium door een 25 scheidingskanaal heen daaruit verwijderen van daarin afgescheiden deeltjes, opdat tijdens bedrijf of buiten bedrijf snel en efficiënt afgescheiden deeltjesvormig materiaal kan worden verwijderd via en uit elk scheidingskanaal.Preferably, the separating body is provided with a spray unit for removing particles separated therein by means of spraying medium through a separating channel, so that separated particulate material can be quickly and efficiently removed during and during operation via and from each separating channel.
30 Indien verder bij voorkeur het scheidingslichaam is voorzien van zodanige mediuminlaat-en/of mediumuitlaatmiddelen waardoor de centrifugale drukopbouw gelijk of groter is dan de drukval over het scheidingslichaam, worden kortsluitstromen vermeden en 35 kan eventueel worden afgezien van afdichtmiddelen. De mediuminlaat- en/of mediumuitlaatmidelen kunnen zodanig uitgevoerd worden dat de mediumstroom in stand gehouden 1003157 7 wordt zonder de noodzaak van een additionele voorziening zoals een ventilator.Furthermore, if the separating body is preferably provided with such medium inlet and / or medium outlet means, whereby the centrifugal pressure build-up is equal to or greater than the pressure drop over the separating body, short-circuit currents are avoided and sealing means can optionally be dispensed with. The medium inlet and / or medium outlet means can be configured such that the medium flow is maintained 1003157 7 without the need for an additional feature such as a fan.
Verder heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een scheidingseenheid die is voorzien van 5 tenminste twee scheidingslichamen.The present invention furthermore relates to a separating unit which is provided with at least two separating bodies.
Ook heeft de uitvinding betrekking op een scheidingslichaam volgens uitvinding waarbij stroomafwaarts en/of stroomopwaarts statische filters zijn geplaatst.The invention also relates to a separating body according to the invention, in which static filters are placed downstream and / or upstream.
10 De uitvinding heeft tevens betrekking op een scheidingslichaam dat in rotatie kan worden gebracht voor het afscheiden van vaste of vloeibare deeltjes van micron- of submicrongrootte uit een medium, waarbij betreffend lichaam bestaat uit een grote hoeveelheid 15 scheidingskanalen met enkelvoudig samenhangende wanden over een substantieel deel van de axiale lengte, welke wordt gekenmerkt doordat het is voorzien van een spuiteenheid voor het met spuitmedium door een scheidingskanaal heen daaruit verwijderen van daarin 20 afgescheiden deeltjes.The invention also relates to a separating body which can be rotated for separating solid or liquid particles of micron or submicron size from a medium, wherein the body concerned consists of a large amount of separating channels with single cohesive walls over a substantial part. of the axial length, characterized in that it is provided with a spray unit for removing particles separated therein by spray medium through a separating channel.
De uitvinding heeft tevens betrekking op een scheidingslichaam dat in rotatie kan worden gebracht voor het afscheiden van vaste of vloeibare deeltjes van micron- of submicrongrootte uit een medium, waarbij 25 betreffend lichaam bestaat uit een grote hoeveelheid scheidingskanalen met enkelvoudig samenhangende wanden over een substantieel deel van de axiale lengte, welke wordt gekenmerkt doordat het scheidingslichaam roteerbaar aandrijfbaar is met een motor die flexibel bevestigd is 30 aan een gestel.The invention also relates to a separable body which can be rotated for separating solid or liquid particles of micron or submicron size from a medium, the body in question consisting of a large amount of separating channels with single cohesive walls over a substantial part of the axial length, characterized in that the separator body is rotatably drivable with a motor flexibly mounted on a frame.
De uitvinding heeft tevens betrekking op een scheidingslichaam dat in rotatie kan worden gebracht voor het afscheiden van vaste of vloeibare deeltjes van micron- of submicrongrootte uit een medium, waarbij 35 betreffend lichaam bestaat uit een grote hoeveelheid scheidingskanalen met enkelvoudig samenhangende wanden over een substantieel deel van de axiale lengte, welke wordt gekenmerkt doordat het is voorzien van zodanige 1003157 δ mediuminlaat- en/of mediumuitlaatmiddelen waardoor de centrifugale drukopbouw gelijk of groter is dan de drukval over het scheidingslichaam.The invention also relates to a separable body which can be rotated to separate solid or liquid particles of micron or submicron size from a medium, wherein the body concerned consists of a large amount of separating channels with single cohesive walls over a substantial part of the axial length, which is characterized in that it is provided with such 1003157 δ medium inlet and / or medium outlet means whereby the centrifugal pressure build-up is equal to or greater than the pressure drop across the separator.
In een uitvoeringsvorm van het 5 scheidingslichaam volgens de uitvinding bestaan de scheidingskanalen uit gegolfd materiaal dat gewikkeld is rondom een as of pijp. Het materiaal kan bestaan uit papier, karton, folie, metaal, plastic of keramiek.In an embodiment of the separating body according to the invention, the separating channels consist of corrugated material wrapped around an axis or pipe. The material can be paper, cardboard, foil, metal, plastic or ceramic.
In een verdere uitvoeringsvorm van het 10 scheidingslichaam volgens de uitvinding worden de scheidingskanalen gevormd door kanalen in een geperforeerde of anderszins axiaal poreus lichaam.In a further embodiment of the separating body according to the invention, the separating channels are formed by channels in a perforated or otherwise axially porous body.
In een verdere uitvoeringsvorm van het scheidingslichaam volgens de uitvinding worden de 15 scheidingskanalen gevormd door concentrische cilinders waarbij de ruimte tussen de cilinders wordt doorsneden door een tangentiële wand.In a further embodiment of the separating body according to the invention, the separating channels are formed by concentric cylinders, the space between the cylinders being intersected by a tangential wall.
In nog een andere uitvoeringsvorm van het scheidingslichaam volgens de uitvinding wordt de 20 hydraulische diameter van tenminste één scheidingskanaal en de gemiddelde doorstroomsnelheid van het medium in het scheidingskanaal gekozen in onderlinge afhankelijkheid op zodanige wijze dat het Reynoldsgetal kleiner is dan 2300, en bij voorkeur kleiner dan 2000, waardoor een laminaire 25 stroming in het scheidingskanaal gewaarborgd is.In yet another embodiment of the separating body according to the invention, the hydraulic diameter of at least one separating channel and the average flow rate of the medium in the separating channel are chosen in interdependence in such a way that the Reynolds number is less than 2300, and preferably less than 2000, which ensures a laminar flow in the separation channel.
In een verdere uitvoeringsvorm van het scheidingslichaam volgens de uitvinding zijn de kanalen onevenwijdig aan de rotatie-as. Teneinde de verstorende werking van door Coriolis-krachten opgewekte secundaire 30 stromingen tegen te gaan wordt de mate van onevenwijdigheid bij voorkeur begrensd. Bij voorkeur wordt minimaal één van de kanalen zodanig gekozen dat de tangens van de hoek tussen de raakvlakken aan de wanden van het scheidingskanaal en de rotatie-as aangeduid met 35 tan a, de hoogte van het kanaal aangeduid met d, de lengte van het kanaal aangeduid met L en de rotatiesnelheid van het kanaal aangeduid met Ω in onderlinge afhankelijkheid zodanig zijn dat het 1003157 9 dimensieloze kengetal (Ω Ld tan a)/v over een substantieel deel van het scheidingskanaal kleiner is dan 640, waarbij v de kinematische viscositeit van het medium is.In a further embodiment of the separating body according to the invention, the channels are parallel to the axis of rotation. In order to counteract the disturbing effect of secondary currents generated by Coriolis forces, the degree of disparity is preferably limited. Preferably at least one of the channels is chosen such that the tangent of the angle between the interfaces on the walls of the dividing channel and the axis of rotation is indicated by 35 tan a, the height of the channel is indicated by d, the length of the channel denoted by L and the rotational speed of the channel denoted by Ω in interdependence are such that the 1003157 9 dimensionless index (Ω Ld tan a) / v over a substantial part of the separation channel is less than 640, where v is the kinematic viscosity of the is medium.
5 In nog een andere uitvoeringsvorm van het scheidingslichaam volgens uitvinding voorzien van middelen waaronder impellers die leiden tot centrifugale drukopbouw en de gas- of vloeistofstroom in stand houden, zijn in de uitlaat statische voorzieningen aangebracht 10 die een fysisch, of chemisch, of thermodynamisch proces bewerkstelligen: bijvoorbeeld een absoluut filter dat alle restemissies van deeltjes wegneemt, of een verwarmings- of koelelement. In het algemeen zal een dergelijke voorziening een drukval veroorzaken. Door deze 15 voorziening direct in de uitlaat te plaatsen achter het middel dat voor centrifugale drukopbouw zorgdraagt en de stroming in stand houdt, kan een effectievere omzetting van snelheden in drukken gerealiseerd worden. Minimaal een deel van de drukval veroorzaakt door de voorziening 20 wordt aldus opgebracht door vermindering van de verliezen bij de omzetting van snelheidsdruk in statische druk. Het uiteindelijke drukverlies is dus minder dan de som van de afzonderlijke drukverliezen als gevolg van omzetting van snelheid in druk en de statische drukval over de 25 voorziening. De combinatie van een roterend filter volgens uitvinding met stroomafwaarts een statische voorziening biedt aldus aantrekkelijke voordelen. Het roterend filter draagt er zorg voor dat stroomafwaarts het gas gezuiverd is van ongewenste deeltjes. De 30 statische voorziening geplaatst achter het middel dat de stroming in stand houdt waaronder een impeller, zorgt voor een lagere drukval en een lager energiegebruik.In yet another embodiment of the separating body according to the invention provided with means, including impellers which lead to centrifugal pressure build-up and maintain the gas or liquid flow, static provisions are arranged in the outlet which effect a physical, or chemical, or thermodynamic process. : for example an absolute filter that removes all residual emissions from particles, or a heating or cooling element. In general, such a facility will cause a pressure drop. By placing this device directly in the outlet behind the means that ensures centrifugal pressure build-up and maintains the flow, a more effective conversion of speeds into pressures can be realized. At least a portion of the pressure drop caused by the provision 20 is thus applied by reducing the losses in the conversion from velocity pressure to static pressure. Thus, the ultimate pressure loss is less than the sum of the individual pressure losses due to conversion from speed to pressure and the static pressure drop across the device. The combination of a rotating filter according to the invention with a static device downstream thus offers attractive advantages. The rotating filter ensures that downstream the gas is purified of unwanted particles. The static device located behind the flow sustaining means including an impeller ensures lower pressure drop and energy consumption.
In Fig. 1 worden schematische tekeningen getoond van een langsdoorsnede en een dwarsdoorsnede van 35 een deeltjesscheider voorzien van een scheidingslichaam met scheidingskanalen volgens de uitvinding. Stroomopwaarts en stroomafwaarts van de scheidingskanalen bevinden zich gasgeleidingsmiddelen, bijvoorbeeld 1003157 10 impellers 1 en 2, voorzien van al dan niet gekromde schoepen 3. Gasgeleidingsmiddelen en scheidingskanalen zijn gemonteerd op een as die aangedreven wordt door motor 4.In FIG. 1 schematic drawings are shown of a longitudinal section and a cross section of a particle separator provided with a separating body with separating channels according to the invention. Upstream and downstream of the separation channels, gas guiding means, for example 1003157 impellers 1 and 2, are provided with blades, curved or not, 3. Gas guiding means and separation channels are mounted on a shaft driven by motor 4.
5 Het te reinigen gas 5 treedt aan de onderzijde axiaal het huis binnen en wordt middels inlaatimpelIer l in rotatie gebracht en in de roterende scheidingskanalen 6 geleid. Door centrifugale werking scheiden vloeibare deeltjes en vaste deeltjes zich af van het gas en slaan 10 neer op de buitenwanden van de scheidingskanalen. Het van deeltjes ontdane gas verlaat de kanalen via de uitlaatimpeller 2 om via het slakkehuis 7 voorzien van dubbele uitlaat 8 naar een niet nader aangeduide verzamelruimte of plenum gevoerd te worden. De in de 15 scheidingskanalen verzamelde deeltjesmaterie kan verwijderd worden door het scheidingslichaam uit het huis te nemen en vervolgens te reinigen of te vervangen door een nieuw lichaam. Het scheidingslichaam kan ook in situ gereinigd worden door bijvoorbeeld het uitoefenen van 20 trillingen, door het opwekken van geluidsgolven of bij voorkeur door met lucht of ander gasvormig of een vloeibaar medium onder druk door de kanalen te spuiten.The gas 5 to be cleaned enters the housing axially at the bottom and is rotated by means of inlet nozzle 1 and guided into the rotating separating channels 6. Centrifugal action separates liquid and solid particles from the gas and deposits on the outer walls of the separation channels. The de-particulate gas leaves the channels via the outlet impeller 2 to be led via the cochlea 7 with double outlet 8 to an unspecified collection space or plenum. The particulate matter collected in the separation channels can be removed by taking the separation body out of the housing and then cleaning or replacing it with a new body. The separator can also be cleaned in situ, for example by applying vibrations, by generating sound waves or preferably by spraying through the channels with air or other gaseous or a liquid medium under pressure.
Eventuele lekstromen van gereinigd gas aan de uittrede naar ongereinigd gas aan de intrede of vice 25 versa kunnen tegengegaan worden door een geschikt gekozen drukverdeling in de deeltjesscheider. Als gevolg van centrifugale werking zal gas dat impeller 1 en 2 in radiale zin doorstroomt een verhoging van druk ondergaan. Indien deze drukverhoging gelijk is aan de drukval door 30 weerstand die het gas ondergaat bij doorstroming van de scheidingskanalen 6 zal de druk aan de uittrede gelijk zijn aan die van de intrede en zullen er geen lekstromen optreden via de tussenruimte. Indien de roterende deeltjesscheider zodanig ontworpen wordt dat de 35 centrifugale drukopbouw van het gas iets groter is dan de drukval over de kanalen zal enkel een geringe terugstroom van gereinigd gas naar ongereinigd gas plaatsvinden. Speciale of hoogwaardige afdichtingen zijn dan niet 1003157 11 nodig. Kenmerkend voor een dergelijke uitvoeringsvorm is dat het scheidingslichaam en het gasgeleidingsmiddel zodanig geconstrueerd zijn dat het gereinigde gas op een radius uittreedt die groter is dan de radius waar het te 5 reinigen gas intreedt.Any leakage flows from purified gas at the outlet to uncleaned gas at the inlet or vice versa can be counteracted by a suitably chosen pressure distribution in the particle separator. As a result of centrifugal action, gas flowing through impellers 1 and 2 in a radial sense will experience an increase in pressure. If this pressure increase is equal to the pressure drop due to the resistance that the gas undergoes when the separation channels 6 flow through, the pressure at the outlet will be equal to that of the inlet and no leakage currents will occur via the gap. If the rotary particle separator is designed such that the centrifugal pressure build-up of the gas is slightly greater than the pressure drop across the channels, only a small backflow of purified gas to uncleaned gas will take place. Special or high-quality seals are then not required 1003157 11. A characteristic of such an embodiment is that the separating body and the gas-conducting means are constructed such that the purified gas exits at a radius which is greater than the radius where the gas to be purified enters.
Een voorbeeld van een andere mogelijke uitvoeringsvorm van de roterende deeltjesscheider voorzien van een scheidingslichaam volgens uitvinding wordt getoond in Fig. 2.An example of another possible embodiment of the rotary particle separator provided with a separating body according to the invention is shown in Fig. 2.
10 Kenmerkend voor deze uitvoeringsvorm is een tangentiële inlaat 10 welke stroomopwaarts geplaatst is van het roterende scheidingslichaam 11 dat is voorzien van impeller 12 en wordt aangedreven door motor 13. Het te reinigen gas stroomt tangentieel het cycloonvormige 15 inlaathuis 14 binnen. Als gevolg van centrifugale werking door de roterende beweging van het gas in het inlaathuis, zullen de grovere deeltjes van het gas naar buiten geslingerd worden en via trechter 15 het inlaathuis verlaten. De fijnere deeltjes zullen vervolgens 20 afgescheiden worden in de scheidingskanalen van het scheidingslichaam. Het van deeltjes ontdane gas verlaat via impeller 12 en het slakvormige uitlaathuis 16 de roterende deeltjesscheider.Characteristic of this embodiment is a tangential inlet 10 which is placed upstream of the rotating separating body 11 which is provided with impeller 12 and is driven by motor 13. The gas to be cleaned flows tangentially into the cyclone-shaped inlet housing 14. As a result of centrifugal action by the rotary movement of the gas in the inlet housing, the coarser particles of the gas will be thrown out and leave the inlet housing via funnel 15. The finer particles will then be separated in the separating channels of the separating body. The de-particulate gas leaves the rotating particle separator via impeller 12 and the slag-shaped outlet housing 16.
De in de kanalen verzamelde deeltjesmaterie kan 25 periodiek verwijderd worden met behulp van een spuiteenheid 17 welke horizontaal verplaatsbaar is 18 over de kanalen en welke lucht of een ander gasvormig of een vloeibaar medium 19 door de kanalen in stroomopwaartse richting spuit. Verzamelde 30 deeltjesmaterie wordt dan naar inlaathuis 14 verplaatst en verlaat de roterende deeltjesscheider via trechter 15. Dit proces kan plaatsvinden zowel bij stilstand als onder rotatiebedrijf. In het laatste geval zal de uit het roterende scheidingslichaam geblazen deeltjesmaterie 35 uitgeslingerd worden in het cycloonvormige inlaathuis 14 en aldaar analoog aan de voorafscheiding van grovere deeltjes het inlaathuis via trechter 15 verlaten. Door het blazen in stroomopwaartse richting gedoseerd en 1003157 12 gericht te doen plaatsvinden wordt het scheidingsproces van de roterende deeltjesscheider slechts in geringe mate verstoord en kan regeneratie van de roterende deeltjesscheider plaatsvinden zonder dat deze uit bedrijf 5 hoeft te worden genomen en het scheidingsproces onderbroken hoeft te worden.The particulate matter collected in the channels can be periodically removed using a spray unit 17 which is horizontally displaceable 18 over the channels and which injects air or other gaseous or liquid medium 19 through the channels in an upstream direction. Collected particulate matter is then moved to inlet housing 14 and exits the rotating particle separator via funnel 15. This process can take place both at a standstill and under rotational mode. In the latter case, the particulate matter blown from the rotating separator body will be ejected into the cyclone-shaped inlet housing 14 and leave the inlet housing there via funnel 15 analogous to the pre-separation of coarser particles. By dosing upstream blowing and directing 1003157 12, the rotary particle separator separation process is only slightly disturbed and regeneration of the rotary particle separator can take place without having to be taken out of operation and the separation process interrupted turn into.
Motor 13 is flexibel middels veren en/of dempers 20 aan het huis bevestigd. Daarmee wordt bereikt dat onbalanskrachten welke onder rotatie werkzaam zijn op 10 lagers en huis, minimaal zijn.Motor 13 is flexibly attached to the housing by means of springs and / or dampers 20. In this way it is achieved that unbalance forces acting under rotation on 10 bearings and housing are minimal.
Het in Fig. 2 getoonde voorbeeld van een uitvoeringsvorm van de roterende deeltjesscheider is met name geschikt voor het filteren van gassen van industriële processen met hoge concentraties aan 15 deeltjesmaterie, bijvoorbeeld gassen van kolen en afvalverbrandingscentrales alwaar concentraties van 10 tot 100 gram/m3 niet ongebruikelijk zijn. Een belangrijk deel van de deeltjesmaterie bestaat bij dergelijke processen vaak uit grovere deeltjes met diameters van 20 circa 10 micron en groter. Deze materie wordt in de cycloonvormige inlaatruimte afgescheiden waardoor de concentratie aan deeltjesmaterie welke aangeboden wordt aan het roterende scheidingslichaam volgens uitvinding aanmerkelijk lager wordt, bijvoorbeeld 1 gram/m3. De tijd 25 waarbinnen de kanalen verstopt zouden kunnen raken kan daarmee aanzienlijk verlengd worden, bijvoorbeeld tot meer dan een uur. Binnen dit tijdsbestek wordt spuiteenheid 17, zoals een luchtjet, in werking gesteld teneinde het scheidingslichaam bijtijds van 30 deeltjesmaterie te ontdoen en het scheidingsproces ononderbroken te kunnen doen voortgaan.The process shown in 2 example of an embodiment of the rotary particle separator is particularly suitable for filtering gases from industrial processes with high concentrations of particulate matter, for example gases from coal and waste incineration plants, where concentrations of 10 to 100 grams / m3 are not uncommon. An important part of the particulate matter in such processes often consists of coarser particles with diameters of about 10 microns and larger. This material is separated in the cyclone-shaped inlet space, whereby the concentration of particulate matter which is offered to the rotating separating body according to the invention becomes considerably lower, for example 1 gram / m3. The time within which the channels could become clogged can thus be extended considerably, for instance to more than an hour. Within this timeframe, the spray unit 17, such as an air jet, is actuated in order to prematurely strip the separator from particulate matter and allow the separation process to continue uninterrupted.
Concentraties van deeltjesmaterie in buitenlucht zijn aanmerkelijk lager dan die welke gebruikelijk zijn in industriële procesgassen. In het 35 algemeen zijn de concentraties deeltjesmaterie in buitenlucht lager dan 1 milligram/m3. Bij toepassing van de roterende deeltjesscheider volgens uitvinding ten behoeve van luchtfiltering zal het scheidingslichaam pas 1003157 13 verzadigd raken na een lange periode van gebruik die meer dan een jaar kan bedragen. In situ reiniging is dan minder noodzakelijk en de uitvoeringsvorm met axiale inlaat getoond in Fig. 1 is geëigend voor een dergelijke 5 toepassing.Concentrations of particulate matter in the open air are significantly lower than those common in industrial process gases. Generally, the concentrations of particulate matter in the outdoor air are less than 1 milligram / m3. When the rotary particle separator according to the invention is used for air filtering, the separating body will only become saturated after a long period of use which may amount to more than one year. In situ cleaning is then less necessary and the embodiment with axial inlet shown in Fig. 1 is appropriate for such an application.
De roterende deeltjesscheider met scheidings-kanalen volgens vinding is geschikt om zowel vaste als vloeibare deeltjes uit gassen af te scheiden. Vloeibare deeltjes zullen na uitslingering in de scheidingskanalen 10 een vloeistoffilm aan de radiale wanden van de scheidingskanalen vormen. Als gevolg van de zwaartekracht zal bij verticale plaatsing van de wanden van de scheidingskanalen de vloeistoffilm zich naar beneden verplaatsen. De vloeistof verlaat de kanalen aan de 15 onderkant alwaar ingevolge de centrifugale kracht de vloeistof in de vorm van druppels wordt uitgeslingerd. Deze druppels kunnen worden afgevoerd middels geëigende voorzieningen. Bijvoorbeeld, ingeval van de uitvoeringsvorm getoond in Fig. 2 zullen de druppels 20 terechtkomen in de cycloonvormige inlaatruimte en zullen de roterende deeltjesscheider via de trechter verlaten. Ingeval van de uitvoeringsvorm getoond in Fig. 1 kunnen de druppels de roterende deeltjesscheider verlaten door gaatjes 9 aangebracht in de radiale wanden van de 25 inlaatimpeller.The rotary separator with separating channels according to the invention is suitable for separating both solid and liquid particles from gases. Liquid particles, after ejection into the separation channels 10, will form a liquid film on the radial walls of the separation channels. Due to gravity, when the walls of the separation channels are placed vertically, the liquid film will move downwards. The liquid leaves the channels at the bottom where, due to the centrifugal force, the liquid is ejected in the form of drops. These drops can be disposed of through appropriate facilities. For example, in the case of the embodiment shown in Fig. 2, the droplets 20 will enter the cyclone-shaped inlet space and exit the rotating particle separator through the funnel. In the case of the embodiment shown in FIG. 1, the droplets can exit the rotating particle separator through holes 9 provided in the radial walls of the inlet impeller.
De vloeistoffilm die aan de wanden van de scheidingskanalen ontstaat ingeval van vloeibare deeltjesmaterie zal zich benedenwaarts verplaatsen alleen dan wanneer de vloeistof aan een benedenwaartse kracht is 30 onderworpen. Ingeval van scheefstand van de kanalen kan een situatie ontstaan waarbij de naar beneden gerichte zwaartekracht teniet wordt gedaan door de component van de centrifugale kracht die in de lengterichting van het kanaal ontstaat ingeval van scheefstand. Een dergelijke 35 situatie kan worden voorkomen door de scheefstand van de kanalen te beperken tot een hoek waarvan de tangens kleiner is dan de verhouding van zwaartekracht en centrifugaalkracht.The liquid film that forms on the walls of the separation channels in the case of liquid particulate matter will move downwards only when the liquid is subjected to a downward force. In case of channel skew, a situation may arise where downward gravity is nullified by the component of the longitudinal centrifugal force of the channel in case of skew. Such a situation can be prevented by limiting the skew of the channels to an angle whose tangent is less than the ratio of gravity and centrifugal force.
1003157 141003157 14
De roterende deeltjesscheider volgens uitvinding kan onderdeel zijn van een chemisch of fysisch proces. Dit kan worden bewerkstelligd door de wanden van de kanalen van een geëigend materiaal te maken. Ook 5 kunnen fijne deeltjes worden gedispergeerd in het gas bij of voor intrede tot het cycloonvormige inlaathuis of middels de spuiteenheid 17 en kunnen aldus door absorptie, desorptie, adsorptie, chemische reactie of katalytische reactie een chemische of fysische omzetting 10 van het gas of de vloeistof of delen van het gas of de vloeistof teweeg brengen. De fijne deeltjes worden in het roterende element afgescheiden. Op deze wijze ontstaat een effectieve roterende reactor. Het gegeven dat hier met uiterst kleine deeltjes kan worden gewerkt biedt 15 interessante perspectieven ten opzichte van bestaande reactoren. Door het relatief grote contactoppervlak tussen de gasfase en de vaste fase zijn korte reactie- en afvangtijden mogelijk. Dit resulteert in een klein reactorvolume, i.c. compacte bouwvorm.The rotary particle separator according to the invention can be part of a chemical or physical process. This can be accomplished by making the walls of the channels of an appropriate material. Also fine particles can be dispersed in the gas at or before entry to the cyclone-shaped inlet housing or by means of the spray unit 17 and can thus, by absorption, desorption, adsorption, chemical reaction or catalytic reaction, a chemical or physical conversion of the gas or liquid. or produce parts of the gas or liquid. The fine particles are separated in the rotating element. In this way an effective rotating reactor is created. The fact that it is possible to work with extremely small particles here offers 15 interesting perspectives compared to existing reactors. Due to the relatively large contact surface between the gas phase and the solid phase, short reaction and capture times are possible. This results in a small reactor volume, i.e. compact construction.
20 De roterende deeltjesscheider volgens uitvinding kan ook worden gebruikt voor het afscheiden van condenseerbare gasvormige componenten welke aanwezig zijn in een gas; bijvoorbeeld, het drogen van gassen. Het in rotatie brengen van het gas voor intrede in de 25 scheidingskanalen van het scheidingslichaam volgens uitvinding kan zodanig plaatsvinden dat afkoeling bijvoorbeeld door expansie optreedt en dampvormige componenten in het gas condenseren tot mistdruppels. Deze druppels worden in de scheidingskanalen afgescheiden 30 waarna het gedroogde gas de roterende deeltjesscheider verlaat via de uitlaatimpeller alwaar het gedroogde gas op de gewenste druk en temperatuur wordt gebracht. Met behulp van de roterende deeltjesscheider wordt aldus een thermodynamisch proces tot stand gebracht waarbij een 35 dampvormig gas wordt gesplitst in een droger gas en condensaat van lagere temperatuur. Een dergelijk proces kan onder andere worden toegepast als alternatief voor bestaande energie conversie-systemen waaronder 1003157 15 koelsystemen gebaseerd op freon, verwarmingen en warmtepompen.The rotary particle separator according to the invention can also be used to separate condensable gaseous components contained in a gas; for example, drying gases. Rotating the gas for entry into the separating channels of the separating body according to the invention can take place in such a way that cooling occurs, for example, by expansion and vaporous components in the gas condense into mist droplets. These droplets are separated in the separation channels, after which the dried gas leaves the rotating particle separator via the outlet impeller where the dried gas is brought to the desired pressure and temperature. Thus, using the rotary particle separator, a thermodynamic process is accomplished in which a vaporous gas is split into a dryer gas and lower temperature condensate. Such a process can be used, among other things, as an alternative to existing energy conversion systems, including 1003157 cooling systems based on freon, heaters and heat pumps.
De roterende deeltjesscheider volgens uitvinding is ook geschikt om toegepast te worden in 5 omstandigheden waarbij het gas onder hoge druk staat. In dergelijke toepassingen kan het huis van de roterende deeltjesscheider zodanig geconstruèerd worden dat het drukbestendig is, of kan de roterende deeltjesscheider als geheel in een afzonderlijk drukvat geplaatst worden. 10 Mogelijke afdichtingsproblemen bij de doorvoer van de aandrijfas van de roterende deeltjesscheider kunnen opgelost worden door ook de aandrijving binnen het drukvat te verplaatsen. Op deze wijze kunnen zeer hoge drukken toegelaten worden, tot wel 400 bar. Door 15 geschikte materiaalkeuze en het aanbrengen van koelingen kunnen ook hoge temperaturen toegelaten worden. Bij toepassing van hoogwaardige metaallegeringen kunnen gastemperaturen tot circa 800°C toegestaan worden. Indien de interne componenten van de roterende deeltjesscheider 20 volgens uitvinding van keramiek gemaakt worden kunnen temperaturen tot wel 1600°C toegelaten worden.The rotary particle separator according to the invention is also suitable for use in conditions where the gas is under high pressure. In such applications, the rotating particle separator housing can be constructed to be pressure resistant, or the rotating particle separator as a whole can be placed in a separate pressure vessel. 10 Possible sealing problems in the passage of the drive shaft of the rotating particle separator can be solved by also moving the drive within the pressure vessel. In this way very high pressures can be admitted, up to 400 bar. High temperatures can also be permitted by suitable choice of material and the provision of cooling. When using high-quality metal alloys, gas temperatures of up to approximately 800 ° C can be permitted. If the internal components of the rotary particle separator 20 according to the invention are made of ceramic, temperatures of up to 1600 ° C can be permitted.
De in Fig. 1 en Fig. 2 getoonde deeltjes-scheiders zijn slechts voorbeelden van mogelijke uitvoeringsvormen van deeltjesscheiders voorzien van 25 scheidingslichaam volgens uitvinding. Afhankelijk van het soort toepassing zijn vele andere uitvoeringsvormen mogelijk. Kenmerkend daarbij is dat de deeltjesscheiders zijn voorzien van een scheidingslichaam volgens de uitvinding, dat stroomopwaarts en stroomafwaarts van het 30 scheidingslichaam al dan niet impellers zijn aangebracht en dat het scheidingslichaam al dan niet is geplaatst in een huis voorzien van gasinlaat en gasuitlaat en eventueel een aparte uitlaat voor het verwijderen van afgescheiden deeltjesmaterie.The in Fig. 1 and FIG. Particle separators shown in 2 are only examples of possible embodiments of particle separators provided with a separating body according to the invention. Many other embodiments are possible depending on the type of application. Characteristic in this respect is that the particle separators are provided with a separating body according to the invention, that impellers are arranged upstream and downstream of the separating body or not, and that the separating body is or is not placed in a housing provided with a gas inlet and gas outlet and optionally a separate one. outlet for removing separated particulate matter.
35 Bij het filteren van grote hoeveelheden gas bestaat de mogelijkheid om meerdere roterende deeltjesscheiders volgens uitvinding parallel te plaatsen. De te filteren gasstroom wordt gesplitst over 1003157 16 de verschillende roterende deeltjesscheiders om vervolgens na filtering verzameld te worden in een gezamenlijke afvoerleiding. Aangezien elke roterende deeltjesscheider zodanig ontworpen kan worden dat de druk 5 waarin de gasuitlaat minimaal gelijk is aan de gasdruk in de inlaat, verpompt elke roterende deeltjesscheider zijn eigen gasstroom. Indien gewild of ongewild een roterende deeltjesscheider in een dergelijke opstelling van parallel geplaatste roterende deeltjesscheiders tot 10 stilstand komt, zal de gasstroom door de tot stilstand gekomen roterende deeltjesscheider ook stoppen. Het aanbrengen van kleppen in de toevoer- en/of afvoerleidingen van de roterende deeltjesscheiders om bijvoorbeeld een tot stilstand gekomen roterende 15 deeltjesscheider af te zonderen van de overige in werking zijnde roterende deeltjesscheiders is niet nodig. Het opschalen naar installaties van grote aantallen parallel geplaatste roterende deeltjesscheiders volgens uitvinding kan dus op betrekkelijk eenvoudige wijze plaatsvinden, 20 waarbij ter reductie van kosten eventueel gebruik gemaakt kan worden van een gezamenlijke behuizing. Het leidt tot een installatie wier filtercapaciteit betrekkelijk ongevoelig is voor het eventueel uitvallen van een afzonderlijke eenheid.When filtering large quantities of gas, it is possible to place several rotating particle separators according to the invention in parallel. The gas flow to be filtered is split between the various rotating particle separators and then, after filtering, it is collected in a joint discharge pipe. Since each rotating particle separator can be designed such that the pressure at which the gas outlet is at least equal to the gas pressure in the inlet, each rotating particle separator pumps its own gas flow. If, in such an arrangement of rotating particle separators arranged in parallel, a rotating particle separator comes to a standstill or unwillingly, the gas flow through the stopped rotating particle separator will also stop. The provision of valves in the feed and / or discharge lines of the rotating particle separators to separate, for example, a stalled rotating particle separator from the other rotary particle separators in operation is not necessary. Upscaling to installations of large numbers of rotating particle separators according to the invention placed in parallel can therefore take place in a relatively simple manner, whereby a shared housing can optionally be used to reduce costs. This leads to an installation whose filter capacity is relatively insensitive to the possible failure of a separate unit.
25 De roterende deeltjesscheider volgens uitvinding biedt de mogelijkheid om op uiterst efficiënte en economische wijze vaste en vloeibare deeltjes van micron- en submicrongrootte te verwijderen uit kleine en grote hoeveelheden warme of koude stromen van een medium 30 onder hoge of lage druk. Experimenten, uitgevoerd met een reeks prototypen van diverse afmetingen, vertoonden excellente en consistente scheidingsprestaties bij laag energiegebruik en variabele procescondities. Cruciaal hierbij was dat de kanalen van het scheidingslichaam 35 waren gedimensioneerd overeenkomstig de uitvinding.The rotary particle separator according to the invention offers the possibility to very efficiently and economically remove solid and liquid particles of micron and submicron size from small and large quantities of hot or cold flows of a medium 30 under high or low pressure. Experiments, conducted with a range of prototypes of various sizes, showed excellent and consistent separation performance at low energy consumption and variable process conditions. Crucial in this regard was that the channels of the separating body 35 were dimensioned in accordance with the invention.
10031571003157
Claims (14)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1003157A NL1003157C2 (en) | 1996-05-17 | 1996-05-17 | Rotary particle separator with high separation rate. |
| PCT/NL1997/000272 WO1997044117A1 (en) | 1996-05-17 | 1997-05-15 | Rotating particles separator |
| AU29137/97A AU2913797A (en) | 1996-05-17 | 1997-05-15 | Rotating particles separator |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1003157 | 1996-05-17 | ||
| NL1003157A NL1003157C2 (en) | 1996-05-17 | 1996-05-17 | Rotary particle separator with high separation rate. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1003157C2 true NL1003157C2 (en) | 1997-11-18 |
Family
ID=19762891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1003157A NL1003157C2 (en) | 1996-05-17 | 1996-05-17 | Rotary particle separator with high separation rate. |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU2913797A (en) |
| NL (1) | NL1003157C2 (en) |
| WO (1) | WO1997044117A1 (en) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2784607B1 (en) * | 1998-10-16 | 2001-02-09 | Francois Simon | GAS FILTRATION BY CENTRIFUGAL FORCE |
| FR2794806B1 (en) * | 1999-06-11 | 2002-06-07 | Jean Louis Rico | METHOD AND DEVICE FOR IMPROVED SUPPLY OF FRESH AIR TO AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
| SE516944C2 (en) * | 1999-06-30 | 2002-03-26 | Volvo Lastvagnar Ab | Oil separator for small particles |
| CN100553742C (en) | 2005-02-17 | 2009-10-28 | 国际壳牌研究有限公司 | From natural gas stream, remove the method for contaminating gaseous components |
| NL2000350C2 (en) * | 2006-12-01 | 2008-06-03 | Romico Hold A V V | Device and method for separating a flowing medium mixture into fractions. |
| US8790447B2 (en) | 2009-04-29 | 2014-07-29 | Shell Oil Company | Separation device for removing liquid from a mixture comprising a gas and liquid |
| CN103816722B (en) * | 2014-03-10 | 2015-12-30 | 南京工业大学 | Supergravity demister applied to MVR system |
| CN106000667A (en) * | 2016-06-07 | 2016-10-12 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | Double-barrel inner turbine central cylinder of cyclone separator |
| CN106269313B (en) * | 2016-08-05 | 2018-07-06 | 清华大学 | A kind of cyclone separator that guide vane is installed in central tube |
| US11446598B2 (en) | 2017-06-20 | 2022-09-20 | Cummins Filtration Ip, Inc. | Axial flow centrifugal separator |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE513288C (en) * | 1929-08-08 | 1930-11-25 | Eduard Theisen Fa | Process for cleaning gases, air, steam and the like like |
| GB604927A (en) * | 1944-05-15 | 1948-07-13 | Erik Torvald Linderoth | Improvements in or relating to centrifugal dust-collectors for air |
| FR1202388A (en) * | 1957-05-23 | 1960-01-11 | Koppers Gmbh Heinrich | Device for the exchange of heat or matter between a gas or vapor and a liquid |
| GB2036607A (en) * | 1978-12-01 | 1980-07-02 | Bbc Brown Boveri & Cie | Dust separator |
| EP0286160A1 (en) * | 1987-03-25 | 1988-10-12 | B B Romico Beheer B.V. | Rotational particle separator |
| EP0532105A2 (en) * | 1991-09-09 | 1993-03-17 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Dust separator |
| WO1994023823A1 (en) * | 1993-04-16 | 1994-10-27 | Romico Hold A.V.V. | Rotating particle separator with non-parallel separating ducts, and a separating unit |
| WO1995017239A1 (en) * | 1993-12-22 | 1995-06-29 | Philips Electronics N.V. | Apparatus for removing particles from a fluid |
-
1996
- 1996-05-17 NL NL1003157A patent/NL1003157C2/en not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-05-15 WO PCT/NL1997/000272 patent/WO1997044117A1/en active Application Filing
- 1997-05-15 AU AU29137/97A patent/AU2913797A/en not_active Abandoned
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE513288C (en) * | 1929-08-08 | 1930-11-25 | Eduard Theisen Fa | Process for cleaning gases, air, steam and the like like |
| GB604927A (en) * | 1944-05-15 | 1948-07-13 | Erik Torvald Linderoth | Improvements in or relating to centrifugal dust-collectors for air |
| FR1202388A (en) * | 1957-05-23 | 1960-01-11 | Koppers Gmbh Heinrich | Device for the exchange of heat or matter between a gas or vapor and a liquid |
| GB2036607A (en) * | 1978-12-01 | 1980-07-02 | Bbc Brown Boveri & Cie | Dust separator |
| EP0286160A1 (en) * | 1987-03-25 | 1988-10-12 | B B Romico Beheer B.V. | Rotational particle separator |
| EP0532105A2 (en) * | 1991-09-09 | 1993-03-17 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Dust separator |
| WO1994023823A1 (en) * | 1993-04-16 | 1994-10-27 | Romico Hold A.V.V. | Rotating particle separator with non-parallel separating ducts, and a separating unit |
| WO1995017239A1 (en) * | 1993-12-22 | 1995-06-29 | Philips Electronics N.V. | Apparatus for removing particles from a fluid |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2913797A (en) | 1997-12-09 |
| WO1997044117A1 (en) | 1997-11-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NL9300651A (en) | Rotary particle separator with non-parallel separation channels, and a separation unit. | |
| NL1003157C2 (en) | Rotary particle separator with high separation rate. | |
| US3443696A (en) | Solid-fluid separating device | |
| NL8700698A (en) | ROTARY PARTICLE SEPARATOR. | |
| CA2718947C (en) | Cyclone | |
| CN109758850B (en) | Gas-liquid coalescent filter element with preseparation function | |
| JP5823621B2 (en) | Device comprising a centrifuge and method for purification of gas | |
| Brouwers | Rotational particle separator: A new method for separating fine particles and mists from gases | |
| US3289397A (en) | Aerosol filter | |
| US20200016522A1 (en) | Centrifugal Mesh Mist Eliminator | |
| CA3033350C (en) | In-line swirl vortex separator | |
| CN113056322A (en) | Apparatus and method for cleaning particulate laden fluids using low energy multi-stream diverter techniques that do not require filter media | |
| CN106268052A (en) | A kind of novel radial vortex is except mist dust arrester | |
| RU2335326C1 (en) | Immersion water intake filter with dynamic module | |
| Brouwers et al. | Rotational particle separator: An efficient method to separate micron-sized droplets and particles from fluids | |
| RU2390368C2 (en) | Small highly efficient centrifugal separator with anti-hydrate protection | |
| JP6101952B2 (en) | Apparatus for removing entrained catalyst particles from a gas | |
| KR101722987B1 (en) | Processes for removing entrained particulates from a gas | |
| CN217431117U (en) | Viscous gas wave plate demister | |
| CN219539840U (en) | Separator for dust-containing process gas | |
| SU1011184A1 (en) | Scrubber | |
| In | Separating gases from liquids | |
| KR20170038317A (en) | Wrinkeld filter bag and This applies dust collector, WAC | |
| RU2019267C1 (en) | Method and device for filtration of dusty gases | |
| Wenten et al. | Improving Mist Eliminator Performance in Gas-Liquid Separators |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| V1 | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20131201 |