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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von gasgetragenen
Bestandteilen aus einem solche Bestandteile enthaltenden Gasstrom, mit
einem Eintrittsquerschnitt und einem Austrittsquerschnitt jeweils
für den
Gasstrom und einem Paket von Primärlamellen, die mit ihren Längsachsen parallel
zu der Ebene des Eintrittsquerschnitts ausgerichtet sind, und einem
in bezug auf die Primärlamellen
stromabwärts
angeordneten Paket von Sekundärlamellen,
die mit ihren Längsachsen
parallel zu der Ebene des Austrittsquerschnitts ausgerichtet sind,
wobei die Primärlamellen
und die Sekundärlamellen
innerhalb des jeweiligen Pakets jeweils im Abstand so zueinander
angeordnet sind, dass jede Sekundärlamelle als Strömungsteiler
für den
aus einem kanalartigen Zwischenraum zwischen jeweils zwei Primärlamellen
austretenden Gasstrom wirkt, der diese in zwei Teilströme aufteilt,
die jeweils benachbarten Zwischenräumen zwischen jeweils zwei
Sekundärlamellen
zugeordnet sind und beide Pakete innerhalb einer gemeinsamen Tragkonstruktion
gehalten sind.
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Derartige
Vorrichtungen sind allgemein als Tropfenabscheider bekannt. Sie
werden beispielsweise genutzt, um Flüssigkeitsanteile aus industriellen
Abgasströmen
zu entfernen. Derartige Flüssigkeitsanteile
gelangen beispielsweise bei der Gaswäsche in den Abgasstrom. Bei
Gaswäschern
wird das Abgas in Kontakt mit einer Waschflüssigkeit gebracht, wobei ein
Teil der Waschflüssigkeit
vom Gasstrom mitgerissen und aus diesem wieder entfernt werden muß, bevor
der Gasstrom in die Umwelt austritt. Ein häufiger Fall für den Einsatz
von Tropfenabscheider sind beispielsweise Rauchgasentschwefelungsanlagen,
in denen das Rauchgas mit Kalkmilch gewaschen wird, wobei Gips entsteht.
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Zu
entfernende Flüssigkeitstropfen
können aber
auch auf anderem Wege in das Abgas gelangen, wie zum Beispiel beim
Absaugen von Dämpfen aus
Beizbädern,
bei Reinigungs- oder Bearbeitungsmaschinen sowie Walzstraßen oder
durch Kondensation in Rohrleitungen.
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Entweder
werden Tropfenabscheider dort eingebaut, wo die gasgetragenen Bestandteile
in den Gasstrom gelangt sind, um einen unerwünschten Weitertransport zu
verhindern, oder aber sie werden am Ende einer Rohrleitung vor dem
Austritt des beladenen Gasvolumenstroms in die Atmosphäre angeordnet.
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Bei
der Abgasreinigung werden sowohl vertikal als auch horizontal angeströmte Abscheider
eingesetzt. Vertikal angeströmte
Abscheider werden bevorzugt in die betreffenden Aggregate selbst,
wie zum Beispiel die Gaswäscher,
eingebaut. Hingegen werden horizontal angeströmte Abscheider üblicherweise
mit einem Gehäuse
in die Rohrleitung eingeflanscht. Das Abschei derpaket kann wie eine
Schublade aus dem Gehäuse
herausgezogen werden, wodurch eine leichte Inspektion und erforderlichenfalls Reinigung
ermöglicht
wird.
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Typische,
von Tropfenabscheidern aus dem Gasstrom zu entfernende Bestandteile
sind zum Beispiel kohlenwasserstoffhaltige Lösungsmittel, Säuretröpfchen,
aber auch Wassertropfen mit darin befindlichen Feststoffpartikeln.
Es ist aber auch möglich, daß in den
abzuscheidenden Flüssigkeitströpfchen Stoffe
gelöst
sind, die auskristallisieren und somit Feststoffe bilden können. Mit
der Feststoffbildung, sei es durch bloße Abscheidung oder Kristallisation,
ist in der Regel eine Verkrustung der verwendeten Lamellen verbunden.
Diese Verkrustungen führen
häufig
zu dem unerwünschten
Effekt, daß sich
die Querschnittsfläche
zwischen zwei benachbarten Lamellen kontinuierlich verkleinert,
wodurch der Strömungswiderstand,
d.h. Druckverlust, in dem Tropfenabscheider stetig zunimmt. In derartigen
Fällen
ist eine regelmäßige Reinigung
der Lamellen bzw., sofern dies nicht mehr möglich ist, ein Austausch der
Lamellenpakete erforderlich.
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In
Fällen,
in denen eine Feststoffabscheidung auftritt, werden in der Regel
zwei Tropfenabscheider hintereinander angeordnet. Während ein
in Strömungsrichtung
als erstes angeordneter Grobabscheider dazu dient, die mit Feststoffen
behafteten größeren Tropfen
zurückzuhalten,
wodurch im Grobabscheider dann häufig
die erwähnten
Verkrustungen auftreten, dient der in Strömungsrichtung auf den Grobabscheider
folgende Feinabscheider dazu, die Tropfen mit einem kleineren Durchmesser
zurückzuhalten.
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Grobabscheider
arbeiten in der Regel vornehmlich nach dem Prallflächenprinzip,
was besagt, daß die
größeren im
Gasstrom befindlichen Tropfen aufgrund ihrer Trägheit einer durch die Lamellen
im Tropfenabscheider verursachten Strömungsumlenkung nicht folgen
können
und daher auf die in Strömungsrichtung
exponiert gelegenen Prallflächen
auftreffen. Dort kommt es zu einer Agglomeration der Tropfen zu
größeren Tropfen,
die sich von den Lamellenoberflächen
ablösen,
wenn die Gewichtskraft die Adhäsionskraft übersteigt.
Haben diese Tropfen eine gewisse Mindestgröße, können sie gegen den Gasstrom
nach unten, beispielsweise in einen Sumpf, fallen und sind somit
aus dem Gasstrom abgeschieden.
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Feinabscheider,
die eine Abscheidung von Tropfen bis hinab zu wesentlich kleineren
Grenztropfendurchmessern ermöglichen,
besitzen in der Regel sogenannte Phasentrennkammern, in denen sich
die gebildeten Tropfen sammeln und von dort, vor hohen Gasgeschwindigkeiten
geschützt,
ablaufen können. Häufig werden
derartige Feinabscheider als horizontal ange strömte Abscheider verwendet, da
die Phasentrennkammer in diesem Fall in vertikale Richtung verläuft und
somit das schwerkraftunterstützte Ablaufen
der in der Phasentrennkammer zurückgehaltenen
Tropfen begünstigt.
Derartige Feinabscheider mit Phasentrennkammer sind häufig mit
Lamellen bestückt,
die in ihrem Querschnitt eine doppelte S-Form besitzen. Die Prallfläche befindet
sich in der in Strömungsrichtung
gesehen ersten Hälfte
der Lamellenbreite, und die Phasentrennkammer ist typischerweise
im Übergangsbereich
des ersten S in das zweite S, sozusagen an der „höchsten Erhebung" der Lamelle, angeordnet.
Nachteilig ist bei derartigen Lamellen insbesondere der vergleichsweise
große
Materialbedarf, da die Lamellen höchstens einen derartigen Abstand
zueinander aufweisen dürfen,
wie er der Höhe
des von der Lamelle gebildeten „Berges" (gegenüber den in der Regel parallele
Tangentialebenen aufweisenden Endabschnitten) entspricht. Es muß bei derartigen
Tropfenabscheidern nämlich
auf jeden Fall verhindert werden, daß sich Strömungspfade einstellen, auf
denen Gas geradlinig, d.h. ohne jegliche Umlenkung, durch das Lamellenpaket
hindurchtreten kann.
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Aus
der
DE 1 619 839 A geht
ein Abscheider zum Abscheiden von in gasförmigen Strömen mitgeführten flüssigen Teilchen hervor, bei
dem die gasförmigen
Ströme
durch zickzackförmige
Kanäle
geleitet werden. Die infolge der Änderung der Strömungsrichtung
entstehende Zentrifugalwirkung sorgt für den Austrag der flüssigen Teilchen,
die wiederum durch in den Kanälen
vorhandene Schlitze in Abflusskanäle geleitet werden.
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Ausgehend
von der Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art liegt der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, einen Tropfenabscheider vorzuschlagen, dessen
Abscheideleistung erhöht
und der auch bei hohen Anströmgeschwindigkeiten
eingesetzt werden kann.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe dadurch gelöst,
daß die
Primärlamellen
im Querschnitt S-förmig
sind.
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Die
S-Form der Primärlamellen
begünstigt
in besonderer Weise zum einen die Bildung von in Strömungsrichtung
exponierten Prallflächen,
zum anderen aber auch von Bereichen, in denen – in Strömungsrichtung hinter den Prallflächen angeordnet – eine Ablösung der
Strömung
auftritt. In diesen Ablösungsbereichen,
die hinter dem Wendepunkt im Querschnittsverlauf der Primärlamellen
angeordnet sind, kommt es zur Bildung sogenannter „Totwasser", in denen wirbelartige
Rückströmungen vorhanden sind.
Insgesamt sind in derartigen Gebieten der Strömungsablösung die Strömungsgeschwindigkeiten wesentlich
geringer als in den übrigen
Bereichen des Tropfenabscheiders. Dies hat den positiven Effekt zur
Folge, daß Flüssigkeits ansammlungen,
die an vorgelagerten Prallflächen
entstehen, durch die Gasströmung über den
Wendepunkt im Lamellenquerschnitt hinaus in das Gebiet der Ablösung befördert werden
und dort aufgrund der geringeren Gasgeschwindigkeiten nicht weiter
mitgerissen werden, sondern sich zu größeren Flüssigkeitstropfen agglomerieren
und als solche aus dem Gasstrom ausgesondert werden können.
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Vorzugsweise
verlaufen die Tangentialebenen an die Vorderkanten der Primärlamellen
senkrecht zu der Ebene des Eintrittsquerschnitts, d.h. parallel
zu der dort vorliegenden Strömungsrichtung, woraus
ein geringer Strömungswiderstand
resultiert.
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Bei
einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung verlaufen die
Tangentialebenen an die Primärlamellen
im Bereich von deren Hinterkanten im wesentlichen parallel zu den
Tangentialebenen an die Sekundärlamellen
im Bereich von deren Vorderkanten. Hierdurch wird ein geringer Strömungswiderstand
und somit ein geringer Druckverlust erzielt. Auch bei großen Gasgeschwindigkeiten, d.h.
großen
Volumenströmen,
lassen sich hohe Abscheidegrade erzielen.
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Alternativ
hierzu wird vorgeschlagen, daß die Tangentialebenen
an die Primärlamellen
im Bereich von deren Hinterkanten im wesentlichen senkrecht zu den
Tangentialebenen an die Sekundärlamellen im
Bereich von deren Vorderkanten verlaufen. Eine derartige Ausführungsform
führt zwar
zu einer leichten Erhöhung
des Strömungswiderstands
im Vergleich mit der zuvor genannten Alternative mit den parallel
zueinander verlaufenden Tangentialebenen. Die in Strömungsrichtung
vorderen Teilflächen
der Sekundärlamellen
bilden jedoch in diesem Fall wiederum exponierte Prallflächen, die
zu einer Steigerung des Abscheidegrades und einer Reduzierung der
Grenztropfengröße führen. Aus
diesem Grunde wird diese Variante bei Feinabscheidern zu bevorzugen
sein. Hingegen ist die zuvor genannte Alternative mit parallel zueinander
verlaufenden Tangentialebenen der Primärlamellen und der Sekundärlamellen eher
für den
Einsatz als Grobabscheider vorgesehen.
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Wenn
die Hinterkanten der Primärlamellen – in Richtung
senkrecht zu der Ebene des Eintrittsquerschnitts betrachtet – versetzt
zu den Vorderkanten der Sekundärlamellen
angeordnet sind, können
die benachbarten Lamellen jeweils einen besonders großen Abstand
zueinander aufweisen, ohne daß die Gefahr
besteht, daß Strömungspfade
zwischen dem Eintrittsquerschnitt und dem Austrittsquerschnitt entstehen,
auf denen sich die Strömungsrichtung
nicht ändert.
Der Versatz der Lamellenpakete zueinander ermöglicht somit über die
Vergrößerung des
Lamellenabstandes die Herstellung besonders kostengünstiger
und trotzdem hochwirksamer Abscheider. Ein weiterer Vorteil der
Vergrößerung des
Lamellenabstandes besteht darin, daß auch im Falle von Ablagerungen
bzw. Verkrustungen der freie Strömungsquerschnitt
zwischen benachbarten Lamellen über längere Zeiträume hinreichend
groß bleibt,
so daß der
Druckverlust gleichfalls über
längere
Zeit akzeptabel bleibt, wodurch die Energiekosten beim Betreiber
gesenkt werden. Über
die Reduzierung der Reinigungsintervalle ist außerdem eine erhebliche Kosteneinsparung
für die
Betreiber derartiger Tropfenabscheider zur Absonderung zu Verkrustung
neigender Gasbestandteile erzielbar.
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Die
Erfindung weiter ausgestaltend wird vorgeschlagen, daß die Sekundärlamellen
im Querschnitt gleichfalls S-förmig
sind. Insbesondere bei Feinabscheidern kann hiermit eine weitere
Prallfläche
und insbesondere eine sich darin anschließende weitere Ablösezone geschaffen
werden, in der sich die an der zweiten Prallfläche abscheidenden Tröpfchen abseits
der Hauptströmung
ansammeln und dort agglomerieren können.
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Insbesondere
bei einer Verwendung als Feinabscheider ist es sinnvoll, daß die Primärlamelle in
einem Bereich, der in Strömungsrichtung
gesehen hinter dem Wendepunkt im Verlauf ihres Querschnitts angeordnet
ist, mit einer Phasentrennkammer in Form einer entgegen der Strömungsrichtung
offenen und sich in Längsrichtung
der Primärlamelle
erstreckenden Nut versehen ist.
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Derartige
Phasentrennkammern begünstigen
in besonderer Weise die Agglomeration von kleineren Tropfen, die
sodann in Längsrichtung
der Nut aus der Phasentrennkammer in gebündelter Form austreten können. Aufgrund
des geschlossenen Nutgrundes wird eine Durchströmung der Phasentrennkammer
quer zu deren Längsrichtung,
d.h. in Strömungsrichtung,
vollständig
unterbunden, so daß die entlang
der Oberfläche
der Primarlamelle von den Prall bereichen her wandernden Flüssigkeitstropfen zwar
in die Phasentrennkammer eintreten können, entgegen der die Nutöffnung passierenden
Hauptströmung
jedoch nicht wieder aus dieser austreten können.
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Um
auch bei vertikal angeströmten
erfindungsgemäßen Abscheidern
einen besonders zuverlässigen
Abfluß der
in den Phasentrennkammern angesammelten Flüssigkeit zu gewährleisten,
sollte der Nutgrund der Phasentrennkammer leicht gegenüber der
Horizontalen geneigt verlaufen.
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Eine
weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin,
daß die
Primärlamellen
und die Sekundärlamellen
mit aufeinander zuweisenden Endabschnitten jeweils in eine gemeinsamen,
von zwei gegenüberliegenden
Seiten her geschlitzten Halteleiste eingreifen. Der Herstellaufwand kann
auf diese Weise besonders niedrig gehalten werden.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von fünf Ausführungsbeispielen von Tropfenabscheidern, die
in der Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigt:
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1:
einen Querschnitt durch die Lamellenpakete einer ersten Ausführungsform
eines Tropfenabscheiders;
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1a:
eine Seitenansicht der verkürzt
dargestellten Lamellenpakete mit den Halteleisten des Tropfenabscheiders
nach 1;
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2:
wie 1, jedoch mit einer alternativen Anordnung der
Sekundärlamellen;
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3:
wie 1, jedoch mit einer alternativen Anordnung sowohl
der Primär- als auch der Sekundärlamellen;
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4:
einen Querschnitt durch die Lamellenpakete einer weiteren Ausführungsform
eines Tropfenabscheiders mit Phasentrennkammern, den Primär- und an
den Sekundärlamellen
und
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5:
wie 4, jedoch mit einer alternativen Anordnung der
Sekundärlamellen.
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Ein
in 1 abschnittsweise im Querschnitt dargestellter
Tropfenabscheider 1 weist ein in Strömungsrichtung 2 gesehen
erstes Paket 3 von Primärlamellen 4 und
ein anschließend
folgendes zweites Paket 5 von Sekundärlamellen 6 auf. Sowohl
die Primärlamellen 4 als
auch die Sekundärlamellen 6 sind äquidistant
und parallel zueinander angeordnet. Jeweils zwischen benachbarten
Primärlamellen 4 befinden
sich kanalartige Zwischenräume 7,
die aufgrund der parallelen Ausrichtung der Primärlamellen 4 in Richtung
parallel zu einer Längskante 8 gemessen stets
dieselbe Breite 9 besitzen.
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Die
Primärlamellen 4 sind
mit vorderen Randstreifen 10 in angepaßten Nuten 11 mehrerer
(in der Regel zwei) hohler Halteleisten 12 befestigt. Aus der
Ansicht in 1a ergibt sich, daß die Primärlamellen 4 – dasselbe
gilt sinngemäß aber auch
für die Sekundärlamellen 6 – im Bereich
ihrer Randstreifen 10 Bohrungen 13 besitzen, durch
die in Richtung senkrecht zu den Randstreifen 10 im Durchmesser an
die Bohrungen 13 angepaßte Fixierstangen 14 hindurchgeführt sind,
die in Verbindung mit einer oberen Wandung 15 der geschlitzten
Halteprofile 12 ein Herausrutschen der Primärlamellen 4 aus
den Schlitzen der Halteleisten 12 verhindert wird.
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Mit
gegenüberliegenden
Randstreifen 16 greifen die Primärlamellen 4 in angepaßte Schlitze
in mittlere Halteleisten 17 ein. In gleicher Weise sind
die Sekundärlamellen 6 mit
vorderen Randstreifen 18 in der Halteleiste 17 befestigt,
und zwar in Schlitzen, die von der gegenüberliegenden Seite der Halteleiste ausgehen.
Die Sekundärlamellen 6 sind
mit hinteren Randstreifen 19 schließlich noch in Schlitzen in
der oberen Halteleiste 20 befestigt und dort mittels einer durchgängigen Fixierstange 21 festgelegt.
In Verbindung mit Seitenwänden 22 und 23 des
Tropfenabscheiders 1, die an denen die Halteleisten 12, 17 und 20 befestigt
sind, ergibt sich eine Tragkonstruktion nach Art einer formstabilen
Kassette, mit der sich in Modulbauweise unterschiedlich geformte
Tropfenabscheiderflächen
bestücken
lassen.
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Wie
sich der 1 entnehmen läßt, besitzen die
Primärlamellen 4 im
Querschnitt eine S-Form, wobei
der Wechsel der Krümmungsrichtung
im Wendepunkt 24 erfolgt. In der Nähe des Wendepunktes 24 ist
die Krümmung
sehr schwach ausgeprägt,
so daß dort
abschnittsweise ein nahezu linearer Lamellenverlauf vorliegt.
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Die
in 1 durch die strichpunktierte Linie 25 angedeutete
Ebene soll den Eintrittsquerschnitt 26 darstellen. Entsprechend
repräsentiert
Linie 25' die
Ebene des Austrittsquerschnitts. Die Primärlamellen 4 sind so
geformt und angeordnet, daß die Tangentialebenen
im Bereich ihrer Vorderkanten 27 senkrecht zu der Ebene
des Eintrittsquerschnitts 26 verlaufen. Der Abschnitt 28 auf
den Primärlamellen 4 wirkt
als (Haupt-)Prallfläche,
in der die im Gasstrom befindlichen Flüssigkeitstropfen in Folge ihrer
Trägheit
auftreffen, da sie der vergleichsweise starken Umlenkung des Gasstromes – in Strömungsrichtung betrachtet
nach rechts – nicht
folgen können.
Nach dem Wendepunkt 24 kommt es in Folge der wechselnden
Krümmungsrichtung
zunehmend zu einer Ablösung
der Strömung
in einem Totwasserbereich 29, in dem eine wirbelförmige Strömung vorliegt.
Die Strömungsgeschwindigkeit
in diesem Totwasserbereich 29 ist jedoch reduziert in bezug
auf den angrenzenden Bereich in der Mitte zwischen zwei benachbarten
Primärlamellen 4,
so daß sich
in dem Totwasserbereich 29 die von der Prallfläche 28 aus
stromabwärts
entlang der Oberfläche
der Primärlamellen 6 wandernden
Tropfen sammeln und zu größeren Tropfen
agglomerieren können.
Größere Tropfen sind
aufgrund ihres ungünstigeren
Oberflächen-Volumen-Verhältnisses
nicht so sehr gefährdet
gegenüber
einem Mitreißen
in einem Gasstrom. Aus diesem Grunde können hinreichend große Tropfen
sich auch entgegen der Strömungsrichtung,
beispielsweise in einen Flüssigkeitssumpf,
bewegen.
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Bei
der in 1 dargestellten Ausführungsform verlaufen die Tangentialebenen
an die Primärlamellen 4 im
Bereich von deren Hinterkanten 30, d.h. im Bereich des
Totwassergebiets 29 im wesentlichen senkrecht zu den Tangentialebenen
an die Sekundärlamellen 6 im
Bereich von deren Vorderkanten 31. Hierdurch wird eine
Prallfläche 32 jeweils
an den Sekundärlamellen 6 erzeugt,
auf denen sich Flüssigkeitstropfen
niederschlagen, denen eine Passage durch das Paket 3 der
Primärlamellen 4 noch
gelungen ist.
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Durch
die versetzte Anordnung der Hinterkanten 30 der Primärlamellen 4 in
bezug auf die Vorderkanten 31 der Sekundärlamellen 6 wirkt
jede Sekundärlamelle 6 als
eine Art Strömungsteiler
für den aus
einem kanalartigen Zwischenraum 7 austretenden Gasstrom.
Dieser wird in zwei Teilströme
aufgeteilt, die jeweils benachbarten Zwischenräumen 7' zwischen jeweils zwei Sekundärlamellen 6 zugeordnet
sind.
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Tropfenabscheider
der in den 1 und 1a dargestellten
Bauform können
sowohl vertikal als auch horizontal angeströmt werden. Sie sind insbesondere
dann sinnvoll, wenn in Folge der Flüssigkeitsabscheidung Verkrustungen
auftreten. Damit sich diese möglichst
einfach wieder lösen
können, sind
nutförmige
Phasentrennkammern bei derartigen Einsatzfällen nicht sinnvoll.
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Der
Tropfenabscheider 1' gemäß 2 unterscheidet
sich von dem zuvor beschriebenen lediglich durch die spiegelverkehrte
Anordnung des Pakets 5' der
Sekundärlamellen 6'. Die Tangentialebenen
im Bereich der Vorderkanten 31' der Sekundärlamellen 6' verlaufen ungefähr parallel
zu den Tangentialebenen an die Primärlamellen 4 im Bereich
von deren Hinterkanten 30. Die Schlitze in der mittleren Halteleiste 17' für die Sekundärlamellen 6' sind demzufolge
anders angeordnet.
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Während die
Abscheidevorgänge
im Bereich des Pakets 3 der Primärlamellen 4 gegenüber dem Abscheider
gemäß den 1, 1a im
wesentlichen unverändert
sind, ist die Wirkung der Sekundärlamellen 6' als Prallflächen deutlich
reduziert. Insgesamt ist der Strömungswiderstand
aufgrund des vergleichsweise verwirbelungsfreien Übergangs
zwischen dem Paket 3 der Primärlamellen 4 und dem Paket 5' der Sekundärlamellen 6' geringer als
bei der zuvor beschriebenen Variante. Bei gleichem Volumenstrom
entsteht daher bei der Ausführungsform nach 2 ein
geringerer Druckverlust, was einen aus energetischer Sicht sehr
günstigen
Betrieb des Abscheiders ermöglicht.
Auch dieser Tropfenabscheider ist insbesondere als Grobabscheider
vorgesehen, wobei er sowohl für
eine horizontale als auch für
eine vertikale Anströmung
geeignet ist.
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Ein
nochmals alternativer Tropfenabscheider ist in 3 dargestellt.
Die Durchströmung
erfolgt auch hier von unten nach oben. Sowohl die Primärlamellen 4'' des Paketes 3'' als auch die Sekundärlamellen 6'' des Pakets 5'' besitzen im Querschnitt eine S-Form,
so daß der
Gasstrom mehrfach umgelenkt wird, wobei mehrere Prallflächen, aber
gleichzeitig auch Zonen mit sich ablösender Strömung entstehen, die eine „Ruhezone" für an den
Lamellenwänden
anhaftende und sich agglomerierende Flüssigkeitstropfen darstellen.
Insbesondere bilden sich Prallflächen 28'' an den Primärlamellen 4'' und Prallflächen 32'' an
den Sekundärlamellen 6''. Wie bei dem Abscheider gemäß 2 sind
die Tangentialebenen an der Hinterkante 30'' der
Primärlamellen 4'' und der Vorderkante 31'' der Sekundärlamellen 6'' ungefähr parallel zueinander. Diese
Tangentialebenen sind im wesentlichen senkrecht zu der mittleren Halteleiste 17''. Ablösezonen mit Verwirbelungen
und betragsmäßig vergleichsweise
geringen Strömungsgeschwindigkeiten
bilden sich sowohl im Paket 3'' als auch
im Paket 5'', und zwar die
Ablösezonen 29'' an den Primärlamellen 4'' und die Ablösezonen 33'' an den Sekundärlamellen 6''.
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Sowohl
die Primärlamellen
als auch die Sekundärlamellen
sämtlicher
drei in den 1 bis 3 dargestellten
Varianten von Tropfenabscheidern lassen sich aus derselben, auf
dem We ge einer Extrusion hergestellten „Rohlamelle" erzeugen. Die Rohlamelle
besitzt dabei im Querschnitt eine Länge, wie sie der Summe der
Längen
der Primärlamellen und
Sekundärlamellen
der jeweiligen Ausführungsformen
entspricht. Die Rohlamelle besitzt eine doppelte S-Form, d.h. besitzt
die Gestalt eines „Hügels" mit horizontal auslaufenden „Randtangenten". Die Primär- und Sekundärlamellen
werden aus der Rohlamelle dadurch erzeugt, daß diese in Längsrichtung geschnitten
wird. Die Form der Rohlamelle wird erkennbar, wenn in den 2 und 3 die
Pakete 3/3'' und 5/5'' um den halben Betrag der Breite 9 zueinander
verschoben werden, um die Vorderkanten der Sekundärlamellen 6', 6'' mit den Hinterkanten der Primärlamellen 4, 4'' zur Deckung zu bringen. Im Gegensatz
hierzu ist die Anordnung der Sekundärlamellen 6 bei der
Ausführungsform
nach 1 noch spiegelverkehrt.
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Die
Extrusion der Rohlamelle kann vorzugsweise mit demselben Extrusionswerkzeug
erfolgen, wie dies für
die Herstellung von Tropfenabscheidern nach dem Stand der Technik
benötigt
wird, die ausschließlich
aus Lamellen mit Doppel-S-Form bestehen. Durch Verwendung desselben
Extrusionswerkzeugs können
die Werkzeugkosten für
die Herstellung des erfindungsgemäßen Tropfenabscheiders sehr
niedrig gehalten werden. Dennoch sind vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten
denkbar, und zwar in Abhängigkeit
davon, wo die Trennung der Rohlamelle in Primärlamelle und Sekundärlamelle
erfolgt. Eine weitere Variationsmöglichkeit besteht, wie bereits
erwähnt,
darin, die Sekundärlamellen
spiegelverkehrt anzuordnen.
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In 4 ist
eine weitere Ausführungsform
eines Tropfenabscheiders dargestellt, die hinsichtlich der prinzipiellen
Anordnung der Lamellen mit der in 1 gezeigten
Variante im wesentlichen übereinstimmt.
Die Vorrichtung 41 gemäß 4 dient
als Feinabscheider und ist zu diesem Zweck mit zwei Phasentrennkammern 42 und 47,
die jeweils in Form einer entgegen der Strömungsrichtung offenen Nut in Längsrichtung
der Lamellen ausgebildet sind, versehen.
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Eine
erste Phasentrennkammer 42 befindet sich jeweils in einem
Bereich der Primärlamellen 44, der
sich stromabwärts
des Wendepunktes 24 im Lamellenquerschnitt befindet. Tropfen,
die im Bereich der Prallfläche 28 auf
die Oberfläche
der Primärlamelle 44 auftreffen,
wandern – getrieben
durch die Durchströmung
des Paketes 43 – entlang
der Wandung in die Phasentrennkammer 42, die sie bedingt durch
den geschlossenen Nutgrund in Richtung der das Paket 43 durchdringenden
Strömung
nicht wieder verlassen können.
Nach einer Agglomeration kleiner Tropfen zu entsprechend großen Tropfen
verlassen diese vielmehr die Phasentrennkammer, zum Beispiel durch
deren Öffnungsquerschnitt 43,
insbesondere dann, wenn der Ab scheider vertikal von unten nach oben
durchströmt
wird und die Längsachsen
der Lamellen exakt horizontal ausgerichtet wären. Zur Begünstigung
eines in Längsrichtung
der Primärlamellen 44 erfolgenden
Abflusses der aus dem Gasstrom abgeschiedenen Flüssigkeit empfiehlt es sich,
die Primärlamellen 44 bzw.
den gesamten Tropfenabscheider 41 im Hinblick auf die Längsachsen der
Lamellen nicht exakt waagerecht, sondern leicht geneigt anzuordnen.
Ein stark konzentrierter und somit gegen erneutes Mitreißen im Gasstrom
resistenter Rückfluß der abgeschiedenen
Flüssigkeiten
findet sodann an einem stirnseitigen Ende der Lamellenpakete statt.
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Eine
weitere Phasentrennkammer 47 befindet sich in der Nähe der oberen
Halteleiste 20. Die Flüssigkeitstropfen,
die auf die Sekundärlamellen 46 auftreffen,
wandern entlang der Oberfläche
aufwärts, um
sich in dieser Phasentrennkammer 47 anzusammeln und von
dort aus entweder seitlich abzufließen oder aber – bei exakt
horizontaler Ausrichtung der Lamellen des Paktes 45 – der Schwerkraft
folgend in Form von großen
Tropfen herabzutropfen.
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Auch
der Abscheider gemäß 4 besitzt eine
Mehrzahl von Prallflächen
sowie Gebieten mit Strömungsablösungen,
um die Agglomeration größerer Tropfen
aus den anhaftenden Feinsttropfen zu begünstigen. Daher ist der Abscheidegrad
dieses Tropfenabscheiders besondern hoch und dies bei geringem Druckverlust.
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Der
in 5 gezeigte Abscheider unterscheidet sich von dem
gemäß 4 durch
die spiegelverkehrte Anordnung der Sekundärlamellen 46' zu einem Paket 45'. Die Tangentialebenen
an die Primärlamellen 44 an
deren stromabwärts
gelegenen Endabschnitten verlaufen – ebenso wie bei dem Abscheider
gemäß 2 – im wesentlichen
parallel zu den Tangentialebenen an die Sekundärlamellen 46' im Bereich
von deren Vorderkanten. Der Unterschied zu der Ausführungsform
gemäß 2 besteht
lediglich darin, daß sowohl
die Primärlamellen 44 als
auch die Sekundärlamellen 46' jeweils mit
Phasentrennkammern 42 und 47 versehen sind.
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Die
Primär-
und Sekundärlamellen
sämtlicher
vorstehend erläuterter
Tropfenabscheider bestehen aus thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere
aus Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP), da sich diese Kunststoffe
durch die Eigenschaft auszeichnen, keine Verbindung mit eventuell
anhaftenden Feststoffablagerungen einzugehen, weshalb die Reinigung
der Lamellen vereinfacht wird.