DE19954128A1 - Integriertes System aus Tropfenabscheider und Trennboden - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft die Kombination eines Tropfenabscheiders TA und eines Trennbodens TB zu einer baulichen Einheit TA/TB, bestehend aus zweidimensionalen Lamellen und zeichnet sich durch niedrige Druckverluste bei geringem Platzbedarf aus.

Description

Aus der Verfahrenstechnik sind Tropfenabscheider (TA) und Trennböden (TB) bekannt.

Die Aufgabe eines TA besteht darin, Tropfen abzuscheiden, die von einer Gasströmung mitgeführt werden. Fig. 1 zeigt einen TA gemäß eines früheren Patentes desselben Erfinders. Für TA ist charakteristisch, dass die Tropfen­ beladung der Gasströmung in aller Regel gering ist (< 100 g/m³).

TB erfüllen die Aufgabe, Kolonnenabschnitte gegeneinander abzutrennen. So wird z. B. gemäß Fig. 2 ein TB von einem gasförmigen, von unten kommenden Fluid durchströmt, während eine Flüssigkeit von oben auf den TB herabregnet, die nicht in den darunter liegenden Kolonnenabschnitt gelangen darf. Die von oben herabregnende Flüssigkeitsmenge je Querschnittsfläche (Regendichte) ist mit bis zu ca. 15 000 g /(m².s) sehr viel höher als der von unten kommende Tropfenstrom (300 g/(m².s)).

Klassische TB bewirken eine relativ große Querschnittsversperrung bzw. hohe Übergeschwindigkeiten und demzufolge hohe Druckverluste. Ferner wird zu­ sätzlich eine Tropfenabscheiderlage benötigt, sofern der aufsteigende Gasstrom mit Tropfen beladen ist, die nicht in den darüber liegenden Kolonnenabschnitt gelangen sollen. Die Einbauhöhe aus TA und TB ist dann kostentreibend groß.

Aufgabenstellung der vorliegenden Patentanmeldung:

• - raumsparende Kombination von TA und TB: TA/TB
• - Verringerung des Druckverlustes des TA/TB.

Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Ausführung gemäß der Erfindung. Demgemäß ist der untere Abschnitt als herkömmlicher Lamellentropfenabscheider gestaltet. Die ge­ krümmten Wandabschnitte der Lamellen zwingen der Gasphasenströmung eine Umlenkung auf, der die Tropfen nicht bzw. nicht ausreichend folgen können, so dass sie auf den Wänden aufschlagen, Fig. 3. Die von oben herabregnende Flüs­ sigkeit wird in Auffangrinnen abgeschieden, die höhenversetzt angeordnet sind. Auf diese Weise wird eine das Durchregnen verhindernde Rinnenüberdeckung er­ reicht, ohne dass der Querschnitt nennenswert unter 50% des freien Quer­ schnitts reduziert werden müsste. Somit sind bei geringen Einbauquerschnitten geringe Druckverluste zu erzielen, weil sich die Übergeschwindigkeiten in Gren­ zen halten. Je nachdem, welcher Tropfenabscheidergrad bzw. welcher Grenz­ tropfendurchmesser für die im aufsteigenden Gas enthaltenen Tropfen erzielt werden soll, ist es sinnvoll, wenigstens eine Zwischenlamelle ZL zu positionieren, um hiermit die Teilung des Tropfenabscheiderabschnittes t_TA zu verringern, Fig. 3.

Fig. 4 zeigt im TB-Bereich eine abgewandelte Lamellengeometrie. Durch die Engstelle bei E wird bewirkt, dass die lokale Strömungsgeschwindigkeit v_E so groß wird, dass ein auf der Wand abfließender Flüssigkeitsfilm am Abfließen in den TA- Bereich hinein gehindert wird. Hierfür ist bei einer Gasdichte von 1,2 kg/m³ eine Geschwindigkeit v_E größer ca. 7 m/s erforderlich.

Detaillierte Beschreibung der Bilder

Fig. 1 zeigt einen herkömmlichen Tropfenabscheider aus DE 42 14 094 C1.

Fig. 2 zeigt das Beispiel einer üblichen Trennbodenausführung.

In den Fig. 3 und 4 sind Varianten gemäß dieser Erfindung dargestellt.

Fig. 3 zeigt die Grundvariante des TA/TB. Dargestellt ist nur ein Ausschnitt be­ stehend aus zwei Lamellen 1 aus einem größeren Lamellenpaket. Das tropfenbe­ ladene Gas 2 tritt gegen die Wirkung der Schwerkraft g mit v_∞ aufsteigend bei 3 in den TA-Bereich ein, der aus zweidimensionalen und somit leicht extrudierbaren Lamellen 1 gebildet wird. Die Gasströmung wird bei 4 erstmalig und dann noch­ mals bei 5 jeweils um ca. 45° umgelenkt. Nicht zu kleine Tropfen 6 werden auf­ grund der Trägheitswirkung auf die Lamellen ausgetragen und fließen als Film 7 und 8 zur Vorderkante 9 der Lamellen 1 zurück, wo sich große Tropfen 10 ab­ lösen, die gegen die Gasströmung v_∞ in den vorgeschalteten Abschnitt 0 zurück­ fallen können.

Im Wesentlichen ist oberhalb des TA-Bereiches 11 der TB-Bereich 12 ange­ ordnet. Die beiden Bereiche weisen die Überschneidungszone 13 auf.

Im TB-Bereich werden die von oben herabregnenden Tropfen 14 aufgefangen. Hierfür sind wenigstens 2 große Fangrillen 15 und 16 links und rechts der Zentral­ lamelle 17 höhenversetzt angeordnet. Diese Fangrillen dienen gleichzeitig als Drainagekanäle für die Abführung der im Trennbodenabschnitt aufgefangenen Flüssigkeit. Hierfür können die Lamellen in bekannter Weise je nach anfallender Flüssigkeitsmenge unterschiedlich stark in Längsrichtung geneigt eingebaut wer­ den. Die Summenfläche der Fangtaschen je Lamelle kann ohne Weiteres 10-60% des Einbauquerschnitts einer Lamellenteilung (t_TA . h) erreichen.

Es lässt sich bei dieser Konfiguration nicht vermeiden, dass einzelne, von oben herabregnende Tropfen auf den Lamellenabschnitt bei 18 gelangen und von dort nach unten in den TA-Bereich abfließen.

Fig. 4 zeigt eine Ausgestaltung bei der der TA-Bereich durch das Anordnen einer Zwischenlamelle ZL-19 ertüchtigt wird. Fig. 4 zeigt auch eine weitere Ausge­ staltung: der Bereich der Engstelle E ist hier durch eine Auswölbung 20 so weit verengt, dass der im Abschnitt 18 abfließende Film aus Tropfen, die im TB-Be­ reich 12 abgeschieden werden sollen, nicht in den darunter liegenden TA-Bereich 11 abfließen kann.

Claims (5)

1. Kombination von Tropfenabscheider TA und Trennboden TB, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine baugleiche Einheit TA/TB bilden.

2. TA/TB nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zweidimensionale Lamellenkonfiguration.

3. TA/TB nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch höhenversetzt angeordnete Fangrillen.

4. TA/TB nach einem der Ansprüche 2 oder 3, gekennzeichnet durch Anord­ nung von wenigstens einer Zwischenlamelle im anströmseitigen TA-Ab­ schnitt.

5. TA/TB nach einem der Ansprüche 2-4, gekennzeichnet durch die Anord­ nung einer Auswölbung 20 an der Engstelle E.