DE10237376B4 - Vorrichtung zum Abscheiden von gasgetragenen Bestandteilen - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zum Abscheiden von gasgetragenen Bestandteilen aus einem solche Bestandteile enthaltenden Gasstrom, mit einem Eintrittsquerschnitt (26) und einem Austrittquerschnitt (26') jeweils für den Gasstrom und einem Paket (3, 3'', 43) von Primärlamellen (4, 4'', 44), die mit ihren Längsachsen parallel zu der Ebene des Eintrittsquerschnitts (26) ausgerichtet sind, und einem in bezug auf die Primärlamellen (4, 4'', 44) stromabwärts angeordneten Paket (5, 5', 5'', 45, 45') Von Sekundärlamellen (6, 6', 6'', 46, 46'), die mit ihren Längsachsen parallel zu der Ebene des Austrittsquerschnitts (26') ausgerichtet sind, wobei die Primärlamellen (4, 4'', 44) und die Sekundärlamellen (6, 6', 6'', 46, 46') innerhalb des jeweiligen Pakets (3, 3'', 43 bzw. 5, 5', 5'', 45, 45') jeweils im Abstand so zueinander angeordnet sind, daß jede Sekundärlamelle (6, 6', 6'', 46, 46') als Strömungsteiler für den aus einem kanalartigen Zwischenraum (7) zwischen jeweils zwei Primärlamellen (4, 4'', 44) austretenden Gasstrom wirkt, der diesen in...

Description

  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Primärlamellen im Querschnitt S-förmig sind.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von fünf Ausführungsbeispielen von Tropfenabscheidern, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigt:
  • 1: einen Querschnitt durch die Lamellenpakete einer ersten Ausführungsform eines Tropfenabscheiders;
  • 1a: eine Seitenansicht der verkürzt dargestellten Lamellenpakete mit den Halteleisten des Tropfenabscheiders nach 1;
  • 2: wie 1, jedoch mit einer alternativen Anordnung der Sekundärlamellen;
  • 3: wie 1, jedoch mit einer alternativen Anordnung sowohl der Primär- als auch der Sekundärlamellen;
  • 4: einen Querschnitt durch die Lamellenpakete einer weiteren Ausführungsform eines Tropfenabscheiders mit Phasentrennkammern, den Primär- und an den Sekundärlamellen
    und
  • 5: wie 4, jedoch mit einer alternativen Anordnung der Sekundärlamellen.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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''.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (9)

  1. Vorrichtung zum Abscheiden von gasgetragenen Bestandteilen aus einem solche Bestandteile enthaltenden Gasstrom, mit einem Eintrittsquerschnitt (26) und einem Austrittquerschnitt (26') jeweils für den Gasstrom und einem Paket (3, 3'', 43) von Primärlamellen (4, 4'', 44), die mit ihren Längsachsen parallel zu der Ebene des Eintrittsquerschnitts (26) ausgerichtet sind, und einem in bezug auf die Primärlamellen (4, 4'', 44) stromabwärts angeordneten Paket (5, 5', 5'', 45, 45') Von Sekundärlamellen (6, 6', 6'', 46, 46'), die mit ihren Längsachsen parallel zu der Ebene des Austrittsquerschnitts (26') ausgerichtet sind, wobei die Primärlamellen (4, 4'', 44) und die Sekundärlamellen (6, 6', 6'', 46, 46') innerhalb des jeweiligen Pakets (3, 3'', 43 bzw. 5, 5', 5'', 45, 45') jeweils im Abstand so zueinander angeordnet sind, daß jede Sekundärlamelle (6, 6', 6'', 46, 46') als Strömungsteiler für den aus einem kanalartigen Zwischenraum (7) zwischen jeweils zwei Primärlamellen (4, 4'', 44) austretenden Gasstrom wirkt, der diesen in zwei Teilströme aufteilt, die jeweils benachbarten Zwischenräumen (7') zwischen jeweils zwei Sekundärlamellen (6, 6', 6'', 46, 46') zugeordnet sind und beide Pakete (3, 3'', 43 bzw. 5, 5' 5'', 45, 45') innerhalb einer gemeinsamen Tragkonstruktion gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärlamellen (4, 4'', 44) im Querschnitt S-förmig sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tangentialebenen an die Primärlamellen (4, 4'', 44) im Bereich von deren Vorderkanten im wesentlichen senkrecht zu der Ebene des Eintrittsquerschnitts (26) verlaufen.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tangentialebenen an die Primärlamellen (4, 4'', 44) im Bereich von deren Hinterkanten im wesentlichen parallel zu den Tangentialebenen an die Sekundärlamellen (6, 6', 6'', 46') verlaufen.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tangentialebenen an die Primärlamellen (4, 44) im Bereich von deren Hinterkanten im wesentlichen senkrecht zu den Tangentialebenen an die Sekundärlamellen (6, 46) im Bereich von deren Vorderkanten verlaufen.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterkanten (30) der Primärlamellen – in Richtung senkrecht zu der Ebene des Eintrittsquerschnitts (26) betrachtet – versetzt zu den Vorderkanten (31) der Sekundärlamellen (6, 6', 6'', 46, 46') angeordnet sind.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärlamellen (6'') im Querschnitt gleichfalls S-förmig sind.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärlamellen (44) in einem Bereich, der in Strömungsrichtung gesehen hinter dem Wendepunkt (24) im Verlauf ihres Querschnitts angeordnet ist, mit einer Phasentrennkammer (42) in Form einer in Strömungsrichtung geöffneten und sich in Längsrichtung der Primärlamelle (44) erstreckenden Nut versehen sind.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsrichtung des Gasstromes im Eintrittsquerschnitt (26) im wesentlichen vertikal ist und der Nutgrund der Phasentrennkammern (42) leicht gegenüber der Horizontalen geneigt verläuft.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärlamellen (4, 4'', 44) und die Sekundärlamellen (6, 6', 6'', 46, 46') mit aufeinander zuweisenden Endabschnitten (16, 18) jeweils in eine gemeinsame, von zwei gegenüberliegenden Seiten her geschlitzte Halteleiste (17) eingreifen.
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