BE1021419B1 - Inrichting voor het verwijderen en afvoeren van vloeistofdruppels uit een gasstroom en compressorinrichting daarmee uitgerust - Google Patents

Abstract

Inrichting voor het verwijderen van vloeistofdruppels uit een gasstroom, omvattende een behuizing (2) met een kanaal (15) met een gasinlaat (8) en een gasuitlaat (9), die een laag coalescentiemedium (12) omvat die het kanaal (15) volledig overspant en die een vloeistofuitlaat (10) omvat stroomafwaarts van de laag coalescentiemedium (12), waarbij het kanaal (15) in gemonteerde toestand aan de gasinlaat (8) en aan de gasuitlaat (9) een minimaal deels horizontaal gedeelte omvat waartussen het kanaal (15) een neerwaartse buiging vertoont en waarbij de laag coalescentiemedium (12) het kanaal overspant ter hoogte van deze neerwaartse buiging en waarbij stroomafwaarts van de laag coalescentiemedium (12) een verzamelwand is voorzien voor het opvangen van vloeistof.

Description

Inrichting voor het verwijderen en afvoeren van vloeistofdruppels uit een gasstroom en compressorinrichting daarmee uitgerust.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het verwijderen en afvoeren van vloeistofdruppels uit een gasstroom.

Gassen of gasmengsels, bijvoorbeeld perslucht die uit een compressor komt, kunnen vervuild zijn met onzuiverheden in de vorm van kleine druppeltjes vloeistof, bijvoorbeeld olie of water in de vorm van een mist.

Teneinde de druppels of druppeltjes vloeistof uit het gas te verwijderen, is het bekend om het gas doorheen een daartoe bestemde inrichting te leiden.

Een dergelijke inrichting omvat meestal een verticaal opgestelde cilindervormige behuizing met daarin een cilindervormig patroon gemaakt van coalescentiemedium, waarbij het gas van de binnenkant van de patroon, via het coalescentiemedium, naar de buitenkant van de patroon wordt geleid.

In dit coalescentiemedium wordt het doorstromende gas herhaaldelijk om obstructies geleid, bijvoorbeeld gevormd door vezels van het coalescentiemedium. Hierdoor botsen de vloeistofdruppeltjes, doordat zij een hogere dichtheid hebben dan het gas en dus minder gemakkelijk van richting kunnen veranderen, tegen de obstructies en blijven daaraan kleven.

Door de op de druppeltjes inwerkende krachten, met name de zwaartekracht en meesleurkrachten van het langsstromende gas bewegen de druppels in het coalescentiemedium. Zij groeien hierbij ook, doordat druppels op het coalescentiemedium met elkaar samensmelten.

Uiteindelijk stromen of vallen de verzamelde en gegroeide druppels aan de stroomafwaartse zijde van het coalescentiemedium van het coalescentiemedium af, zodat zij opgevangen kunnen worden, en de vloeistof verwijderd, of eventueel hergebruikt, kan worden en het gas gezuiverd is.

Dergelijke inrichtingen hebben als nadeel dat de gehele behuizing uit elkaar gehaald dient te worden om de patroon te vervangen, wat niet gemakkelijk is.

Ook kan een relatief grote hoeveelheid vloeistof zich ophopen in het coalescentiemedium, vooral aan de onderkant, waardoor de drukval over de inrichting hoog wordt, met bijbehorend energieverlies tot gevolg. Dit wordt ook wel het wet-band fenomeen genoemd.

Tevens kan reeds verzamelde vloeistof door het langsstromende gas aan zodanige krachten worden blootgesteld dat, druppeltjes zich afscheiden en weer met de gasstroom meestromen. Dit fenomeen staat bekend als reentrainment.

Ook het vervaardigen van cilindrische patronen zonder dat er lekken optreden, is niet vanzelfsprekend en dient dus met aandacht te gebeuren.

Een verder nadeel is dat het opslaan van deze patronen door hun vorm relatief veel plaats inneemt en dat voor het vervangen van een patroon de inrichting geopend dient te worden.

De huidige uitvinding heeft tot doel aan één of meer van de voornoemde en/of andere nadelen een oplossing te bieden.

Hiertoe betreft de uitvinding een inrichting voor het verwijderen en afvoeren van vloeistofdruppels uit een gasstroom, waarbij de inrichting een behuizing omvat met een kanaal met aan één uiteinde een gas inlaat en aan het andere uiteinde een gasuitlaat voor de gasstroom, die een laag coalescentiemedium omvat en die een vloeistofuitlaat omvat die stroomafwaarts van de laag coalescentiemedium op het kanaal aansluit, waarbij de laag coalescentiemedium het kanaal volledig overspant, waarbij het kanaal, in gemonteerde toestand voor gebruik van de inrichting, aan de gasinlaat en aan de gasuitlaat een minimaal deels horizontaal gedeelte omvat, en waarbij tussen de voornoemde gedeelten het kanaal een neerwaartse buiging vertoont, waarbij de laag coalescentiemedium het kanaal overspant ter hoogte van deze neerwaartse buiging en waarbij stroomafwaarts van de laag coalescentiemedium een verzamelwand is voorzien voor het opvangen van uit het coalescentiemedium komende vloeistof en het afbuigen van de door het kanaal stromende gasstroom naar het voornoemd minimaal deels horizontaal gedeelte van het kanaal aan de gasuitlaat.

In een dergelijke inrichting werken de zwaartekracht en de meesleurkracht die door het gas op de vloeistof wordt uitgeoefend minstens gedeeltelijk in dezelfde richting, waardoor opgevangen druppels sneller door de laag coalescentiemedium gaan, en gedeeltelijke of gehele verzadiging van de laag coalescentiemedium voorkomen wordt, waardoor de drukval over de inrichting laag is en blijft.

Tevens wordt, doordat de uit de laag coalescentiemedium komende vloeistof tegen de verzamelwand botst, de vloeistof efficiënt afgescheiden.

Deze verzamelwand wordt tijdens het in gebruik zijn van de inrichting bedekt door een vloeistoffilm, die een stabiliserend effect heeft op het opvangen van de vloeistof, waardoor spatten, die wederom meegevoerd zouden kunnen worden, of het meesleuren van vloeistof vanaf het aan langsstromend gas blootgestelde vloeistofoppervlak, vermeden worden.

Hierdoor wordt re-entrainment vermeden, ook en vooral in gevallen waarin een sterk variabele gasstroom, eventueel beladen met een sterk variabele hoeveelheid vloeistof door de inrichting geleid wordt.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm bevindt de verzamelwand zich in gemonteerde toestand voor gebruik van de inrichting onder de laag coalescentiemedium. Bij voorkeur loopt de verzamelwand schuin af in de richting van de vloeistofuitlaat. Deze richting komt, volgens een voorkeurdragend kenmerk van de uitvinding, minstens gedeeltelijk overeen met de richting waarin de verzamelwand bedoeld is de gasstroom af te buigen.

Elk van deze voorkeurdragende kenmerken draagt bij aan een snelle afvoer van vloeistof in de richting van de vloeistofuitlaat.

In een verdere voorkeurdragende uitvoeringsvorm is de verzamelwand minimaal deels voorzien van een antispatlaag om de uit het coalescentiemedium komende vloeistof op te vangen en te laten stromen in de richting van de vloeistofuitlaat, met een verminderde kans op het genereren van spatten als gevolg van het opvangen van de vloeistof en een verminderde blootstelling van het oppervlak van de opgevangen vloeistof aan meesleurkrachten als gevolg van langsstromend gas.

Een dergelijke antispatlaag kan bijvoorbeeld een laag open schuim zijn, waarop de vloeistof opgevangen kan worden zonder te spatten, waarna deze door de openingen in het schuim wordt weggevoerd van het oppervlak waar de langsstromende gasstroom deze opnieuw zou kunnen meesleuren, en tevens door de openingen, op enige afstand van dat oppervlak, naar de vloeistofuitlaat kan stromen.

Dit vermindert het risico op re-entrainment.

In een verdere voorkeurdragende uitvoeringsvorm is de laag coalescentiemedium een vlakke laag. Bij voorkeur is daarenboven de voornoemde laag coalescentiemedium met een afwijking van minder dan 20° horizontaal gemonteerd.

De voorgaande voorkeurdragende kenmerken dragen elk bij aan het gemakkelijk en goedkoop kunnen produceren en opslaan van de laag coalescentiemedium, en dragen tevens bij aan een makkelijke manier om de laag coalescentiemedium te vervangen zonder de inrichting te openen, bijvoorbeeld door een spleet te voorzien in de zijkant van de inrichting langs waar de laag coalescentiemedium kan worden vervangen.

In nog een verdere voorkeurdragende uitvoeringsvorm omvat de inrichting een behuizing die een bovenwand heeft, een onderwand heeft die tevens dienst doet als verzamelwand, een voorwand heeft waarin de gasinlaat zich bevindt, een achterwand heeft waarin de gasuitlaat zich bevindt, en twee zijwanden heeft, waarin de onderwand afloopt van de voorwand naar de achterwand en waarbij de vloeistofuitlaat zich ter plaatse van het laagste punt van de onderwand bevindt.

Bij voorkeur dienen de binnenoppervlakken van de wanden als begrenzingen van het kanaal.

Op deze manier wordt op gemakkelijke, compacte en goedkope wijze een inrichting volgens de uitvinding verkregen.

In nog een verdere voorkeurdragende uitvoeringsvorm omvat het kanaal een keerschot om de richting van de gasstroom af te buigen van een horizontale of nagenoeg horizontale richting aan de gasinlaat naar een neerwaartse richting, waarbij het keerschot verbonden is met de bovenwand en zich naar beneden uitstrekt en eindigt in een rand die zich op een afstand van de onderwand bevindt.

Op deze manier wordt een optimale gasstroom in de inrichting verkregen.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een compressorinrichting met een compressor voor het leveren van samengeperst gas, welke een inrichting volgens de uitvinding bevat zoals hiervoor beschreven die specifiek is ingericht om oliedruppels uit het door de compressor samengeperst gas te verwijderen en af te voeren, in het bijzonder oliedruppels die afkomstig zijn van een oliegeïnjecteerde schroefcompressor of andere compressor.Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen beschreven van een inrichting volgens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin : figuur 1 schematisch en in perspectief een inrichting volgens de uitvinding weergeeft; figuur 2 een doorsnede weergeeft volgens lijn II-II in figuur 1; en figuur 3 de doorsnede van figuur 2 weergeeft waarbij de inrichting in gebruik is.

De in figuren 1 en 2 weergegeven inrichting 1 bestaat hoofdzakelijk uit een behuizing 2 die in dit geval is voorzien van een voorwand 3, een achterwand 4, een bovenwand 5, een van de voorwand 3 naar de achterwand 4 gezien schuin naar beneden lopende onderwand 6, en twee zijwanden 7.

In de voorwand 3 bevindt zich een gasinlaat 8, in de achterwand 4 bevindt zich een gasuitlaat 9, en in de onderwand 6, bij de overgang naar de achterwand 4, dus op het laagste punt van de onderwand 6, bevindt zich een vloeistofuitlaat 10.

In een zijwand 7 bevindt zich een spleet 11 met een daarin geplaatste laag coalescentiemedium 12. Een dergelijk coalescentiemedium kan bijvoorbeeld een gaas, een geweven laag textiel, een papierlaag, een viltlaag, of een laag deeltjes zijn en kan gelijkaardig aan een filtermedium zi jn.

De laag coalescentiemedium 12 kan voorzien zijn van niet in de figuren getoonde middelen om deze laag coalescentiemedium 12 recht te houden, bijvoorbeeld in de vorm van een stijve steunlaag of een kader. De inrichting 1 is bij voorkeur voorzien van niet getoonde dichtingsmiddelen om de spleet 11 met daarin geplaatste laag coalescentiemedium 12 luchtdicht af te sluiten.

Binnenin de behuizing 2 bevindt zich in dit geval een keerschot 13 dat aan de bovenwand 5 verbonden is en zich uitstrekt in de richting van de onderwand 6, daarbij een doorlaatopening 14 tussen de rand 15 van het keerschot 13 en de onderwand 6 open latend. Het keerschot 13 strekt zich in horizontale richting van een zijwand 7 naar de andere zijwand 7 uit en is lichtjes in de richting van de voorwand 3 geplaatst.

De laag coalescentiemedium 12 strekt zich in dit geval horizontaal of nagenoeg horizontaal uit tussen de zijwanden 7, en tussen de voorwand 3, in dit voorbeeld vanaf een positie net onder de gasinlaat 8, en het keerschot 13.

In de weergegeven uitvoeringsvorm definiëren de binnen-oppervlakken van de wanden van de behuizing 2 en het keerschot 13 een kanaal 16 dat van de gasinlaat 8 via de doorlaatopening 14 naar de gasuitlaat 9 loopt en dat een neerwaartse buiging vertoont, bijvoorbeeld door de aanwezigheid van het keerschot 13 .

Wanneer de laag coalescentiemedium 12 in de spleet 11 is aangebracht, overspant de laag coalescentiemedium 12 het kanaal 16 ter hoogte van de voornoemde neerwaartse buiging van het kanaal 16, dat wil zeggen dat er voor een gasstroom die via de gasinlaat 8 doorheen de inrichting 1 naar de gasuitlaat 9 wordt geleid, tussen de gasinlaat 8 en gasuitlaat 9 alleen een verbinding via de laag coalescentiemedium 12 mogelijk is zodat de volledige gasstroom wordt gedwongen doorheen de laag coalescentiemedium 12 te stromen.

De werking van de inrichting 1 is zeer eenvoudig en als volgt, en geïllustreerd in figuur 3.

De inrichting 1 wordt, met de laag coalescentiemedium 12 in horizontale of nagenoeg horizontale stand gemonteerd in een gaskanaal waar doorheen gas kan stromen dat van een vloeistofbelading dient te worden ontdaan, bijvoorbeeld in een persleiding die aansluit op de uitlaat van een compressor van een compressorinrichting.

In het geval van perslucht afkomstig van een oliegeïnjecteerde compressor, zal lucht, beladen met fijne oliedruppeltjes in de vorm van een mist, de gasinlaat 8 van de inrichting 1 binnenkomen en via het kanaal 16 naar de gasuitlaat 9 worden geleid.

Dit gebeurt meer in detail doordat de, hoofzakelijk horizontale gasrichting bij de gasinlaat 8, in verticale, neerwaartse richting gedwongen wordt, in dit geval door het keerschot 13.

Hierna stroomt het gas door de laag coalescentiemedium 12, waarin een groot deel van de oliedruppeltjes gevangen wordt, en door onderling contact coalesceert tot grotere druppels olie.

Onder de invloed van de verticale krachten uitgeoefend door de zwaartekracht en door het neerwaarts door de laag coalescentiemedium 12 stromend gas worden de gevangen en gecoalesceerde oliedruppels snel door de laag coalescentiemedium 12 gevoerd, waarna zij van de laag coalescentiemedium 12 afvallen en tegelijkertijd deels meegesleurd worden door het langsstromende gas.

Hierdoor wordt oververzadiging van de laag coalescentiemedium 12 voorkomen.

Het gas dat neerwaarts uit de laag coalescentiemedium 12 stroomt, en dus dezelfde richting heeft als de uit de laag coalescentiemedium 12 komende gecoalesceerde druppels, wordt nu door de onderwand 6 afgebogen in minimaal deels horizontale richting, waarbij de gecoalesceerde druppels hun verticale pad behouden en worden opgevangen op de onderwand 6, die dus tevens dienst doet als verzamelwand, dat wil zeggen wand waartegen olie verzameld wordt.

Het aldus van het grootste deel van zijn oliebelading gereinigde gas stroomt via de doorlaatopening 14 en de gasuitlaat 9 weg uit de inrichting 1.

Het pad dat de lucht volgt, is met pijlen aangegeven in figuur 3.

De opgevangen olie 17 stroomt langs de schuine wand naar beneden, in de richting van de vloeistofuitlaat 10, die voorzien kan zijn van een niet weergegeven mechanisme om verzamelde olie periodiek te laten wegstromen, bijvoorbeeld door een gekend vlottersysteem.

Hierbij ondersteunt het langsstromende gas de stroming van de opgevangen olie 17, omdat de richting van beiden dezelfde of minstens gedeeltelijk dezelfde is.

Wanneer de inrichting 1 korte tijd in gebruik is, werkt de aan de binnenzijde van de onderwand 6 opgevangen olie 17, die een laagje vormt op deze wand, als middel om aanvullend erop komende olie op te vangen en vast te houden. Hierdoor wordt dus, door de oppervlaktespanning van de olie, reentrainment voorkomen.

Inrichtingen volgens de uitvinding kunnen worden vervaardigd met elk aantal lagen coalescentiemedium, elke hoek α en kunnen in elke oriëntatie gemonteerd worden, zolang de afstroomrichting van het oppervlak 11 minimaal deels overeenkomt met de voorziene richting van de gasstroom en de vloeistofuitlaten zich bij benadering onder de erbij horende lagen coalescentiemedium bevinden.

In de bovenbeschreven uitvoeringsvorm wordt het kanaal 16 gevormd en begrensd door de behuizing 2. Er kan echter ook in de behuizing 2 een afzonderlijk kanaal 16 voorzien zijn.

Analoog wordt in de bovenbeschreven uitvoeringsvorm de verzamelwand gevormd door de onderwand 6 van de behuizing 2. Deze verzamelwand kan echter ook een aparte wand zijn die niet tevens deel uitmaakt van de behuizing 2 en kan ook een aparte wand in een kanaal 16 zijn.

Een uitvoeringsvorm en montage waarin de laag coalescentiemedium 12 niet volledig horizontaal georiënteerd zijn is ook mogelijk. De afwijking ten opzichte van een horizontale montage is bij voorkeur minder dan 40°, en bij grotere voorkeur minder dan 20°.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch een inrichting volgens de uitvinding voor het verwijderen en afvoeren van vloeistofdruppels uit een stroom gas en een compressorinrichting daarmee uitgerust, kan in allerlei vormen en afmetingen worden verwezenlijkt, zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims (15)

1. Conclusies .

   1. - Inrichting voor het verwijderen en afvoeren van vloeistofdruppels uit een gasstroom, waarbij de inrichting (1) een behuizing (2) omvat met een kanaal (15) met aan één uiteinde een gasinlaat (8) en aan het andere uiteinde een gasuitlaat (9) voor de gasstroom, die een laag coalescentiemedium (12) omvat en die een vloeistofuitlaat (10) omvat die stroomafwaarts van de laag coalescentiemedium (12) op het kanaal (15) aansluit, waarbij de laag coalescentiemedium (12) het kanaal (15) volledig overspant, daardoor gekenmerkt dat het kanaal (15) , in gemonteerde toestand voor gebruik van de inrichting (1), aan de gasinlaat (8) en aan de gasuitlaat (9) een minimaal deels horizontaal gedeelte omvat, waarbij tussen de voornoemde gedeelten het kanaal (15) een neerwaartse buiging vertoont, waarbij de laag coalescentiemedium (12) het kanaal overspant ter hoogte van deze neerwaartse buiging en waarbij stroomafwaarts van de laag coalescentiemedium (12) een verzamelwand is voorzien voor het opvangen van uit het coalescentiemedium komende vloeistof en het afbuigen van de door het kanaal (15) stromende gasstroom naar het voornoemd minimaal deels horizontaal gedeelte van het kanaal (15) aan de gasuitlaat (9) .
2. 2. - Inrichting volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de verzamelwand schuin afloopt in de richting van de vloeistofuitlaat (10) .
3. 3. - Inrichting volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat de richting waarin de verzamelwand schuin afloopt minimaal deels overeenkomt met de richting waarin de verzamelwand bedoeld is de gasstroom af te buigen.
4. 4. - Inrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de verzamelwand minstens gedeeltelijk voorzien is van een antispatlaag.
5. 5. - Inrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de laag coalescentiemedium (12) een vlakke laag is.
6. 6. - Inrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de laag coalescentiemedium (12) in gemonteerde toestand voor het gebruik van de inrichting (1) met een afwijking van minder dan 20° horizontaal gemonteerd is.
7. 7. - Inrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat debehuizing (2) een onderwand (6) heeft die tevens dienst doet als verzamelwand.
8. 8. - Inrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat debehuizing (2) een voorwand (3), een achterwand (4) en een onderwand (6) heeft die op de achterwand aansluit en die afloopt van de voorwand naar de achterwand,waarbij de vloeistofuitlaat (10) zich ter plaatse van het laagste punt van de onderwand (6) bevindt.
9. 9. - Inrichting volgens conclusie 8, daardoor gekenmerkt dat de binnenoppervlakken van de wanden (3,4,6,7) dienen als begrenzingen van het kanaal (15).
10. 10. - Inrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het kanaal (15) een keerschot (13) omvat om de richting van de gasstroom af te buigen van een horizontale richting aan de gasinlaat (8) naar een neerwaartse richting.
11. 11. - Inrichting volgens conclusie 10, daardoor gekenmerkt dat het voornoemde keerschot (13) verbonden is met een bovenwand (5) van de behuizing (2) van de inrichting (1) en zich naar beneden uitstrekt.
12. 12. - Inrichting volgens conclusie 11, daardoor gekenmerkt dat het voornoemde keerschot (13) eindigt in een rand (15) die zich op een afstand van een onderwand (6) van de behuizing (2) bevindt.
13. 13. - Inrichting volgens de conclusies 8 en 12, daardoor gekenmerkt dat de gasinlaat (8) is voorzien in de voorwand (3) en de laag coalescentiemedium (12) zich uitstrekt van de voorwand (3), onder het niveau van de gasinlaat (8), tot aan het keerschot (13), op een positie boven de rand (15) van het keerschot (13).
14. 14. - Compressorinrichting met een compressor voor het leveren van samengeperst gas, daardoor gekenmerkt dat zij een inrichting (1) bevat volgens één of meer van de voorgaande conclusies, waarbij de betreffende inrichting (1) is ingericht om oliedruppels uit het door de compressor samengeperst gas te verwijderen en af te voeren.
15. 15.- Compressorinrichting volgens conclusie 14, daardoor gekenmerkt dat zij een oliegeïnjecteerde compressor bevat voor het samenpersen van gas en een persleiding die aansluit op de uitgang van de compressor en die een inrichting bevat voor het verwijderen en afvoeren van oliedruppels uit het samengeperst gas.