DE2163735A1

DE2163735A1 - Vorrichtung zum abscheiden von fluessigkeitstropfen aus einem stroemenden gasfoermigen medium

Info

Publication number: DE2163735A1
Application number: DE2163735A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Wetteborn
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1971-12-22
Filing date: 1971-12-22
Publication date: 1973-06-28
Also published as: DE2163735B2; US3830044A; JPS4870956A

Description

Anlage zum Patentgesuch der Z ibo / ob

Klöckner-Humboldt-Deutz H 71/51

Aktiengesellschaft Va/Sto

Köln, den 18. Nov. 1971 ,

Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus einem strömenden gasförmigen Medium

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus einem strömenden gasförmigen Medium, welche in einem Strömungsgehäuse quer zur Strömungsrichtung mindestens eine Reihe paralleler, sich jalousieartig überdeckender und jeweils mit Prallfläche und Sammelrinne versehene Abscheidelamellen aufweist.

Aus der deutschen Patentschrift 1 542 248 ist ein Abscheider der eingangs bezeichneten Art bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, den bekannten Abscheider zu verbessern und die Einsatzmöglichkeiten derart zu erweitern, daß er auch unmittelbar in eine vertikal angeordnete Gasleitung eingebaut werden kann. Erfindungsgemäß wird die Verbesserung dadurch erzielt, daß die Abscheidelamellen im Strömungsgehäuse so ausgerichte sind, daß die Sammelrinne gegenüber der Horizontalen geneigt verläuft, und daß mit Abstand unterhalb der Lamellen innerhalb des Strömungsgehäuses an dessen Wandung eine wenigstens teilweise umlaufende Auffangrinne angeordnet ist,

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die mindestens eine Flüssigkeitsabzugsöffnung aufweist. Diese erfindungsgemäße Anordnung gestattet in vorteilhafter Weise einen einfachen Einbau in nahezu senkrecht geführte Abgasleitungen, Waschkolonnen oder ähnlichen Einrichtungen, in denen der zu reinigende Abgasstrom vertikal geführt wird. Es hat sich nämlich in überraschender Weise gezeigt, daß der Abscheider selbst in nahezu senkrecht angeordneten Abgasleitungen, bei denen der Gasstrom von unten nach oben geführt ist, eingebaut werden kann. Bei dieser in vielen Fällen vorteilhaften Einbauart ist eine sehr gute Abscheideleistung nachgewiesen worden, obwohl die Sammelrinne einer jeden Abscheidelamelle im wesentlichen gegen die Richtung des Gasstroms, d. h. nach unten geöffnet ist, wodurch nach bisheriger Auffassung eine Flüssigkeitsabscheidung nicht möglich erschien. Außerdem wird durch die vorteilhafte Neigung der Sammelrinne erreicht, daß die auf der Prallfläche abgeschiedene und in der Sammelrinne aufgefangene Flüssigkeit entlang der Rinne gegen die Gehäusewandung abgeführt wird und somit in die beruhigte Zone der Gasströmung gelangt. Die Flüssigkeit kann daher an der Gehäusewandung entlang in die unterhalb der Lamellen angeordnete Auffangrinne fließen, ohne von dem Gasstrom wieder mitgerissen zu- werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Abscheidelamellen so angeordnet, daß die Sammelrinne unter einem Winkel von etwa 10 Grad gegenüber der Horizontalen geneigt ist. Durch diese

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Maßnahme wird neben einer guten Durchströmung des Abscheiders mit optimaler Abscheidungswirkung der Lamellen auch ein guter Abfluß der abgeschiedenen Flüssigkeit bei geringer Bauhöhe erreicht. ·

Bei einem erfindungsgemäßen LamBllenabscheider, bei dem bezogen auf die Strömungsrichtung mehrere vorzugsweise in Gruppen zusammengefaßte Lamellenreihen hintereinander angeordnet sind, ist in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß sich der Querschnitt des Strömungsgehäuses in Strömungsrichtung erweitert. Hierdurch wird mit Vorteil erreicht, daß der Ablauf der abgeschiedenen Flüssigkeit aus den oberen Lamellenreihen entlang der Gehäusewandung in einer stets beruhigten, praktisch strömungsfreien Zone erfolgt.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß eine oder mehrere Lamellenreihen jeweils in einem gesonderten Strömungsgehäuse angeordnet sind, das vorzugsweise mit einer lösbaren Verbindung mit weiteren Strömungsgehäusen verbindbar ist, wobei wenigstens unterhalb der untersten Lamellenreihe im untersten Strömungsgehäuse eine Auffangrinne angeordnet ist. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die geforderte Abscheideleistung bzw. der Abscheidegrad der Vorrichtung auch bei unterschiedlichen Partikelgrößen und Partikelanteilen im zu reinigenden Gasstrom eingehalten werden kann, indem in einfacher Weise mehrere Genau-, fje stufennrtift hintereinandergeschaltet werden. Vorteilhafterweise

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weisen die einzelnen Vorrichtungsstufen einen kreisförmigen Querschnitt auf, so daß bei den Querschnittsveränderungen unnötig hohe Druckverluste durch zusätzliche Formveränderungen vermieden werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß im Eintrittsbereich des, in Strömungsrichtung gesehen, ersten Strömungsgehäuses eine, vorzugsweise lösbare, Düse koaxial zur Gehäuseachse angeordnet ist. Ein besonderer Vorteil dieser Ausgestaltung ist darin zu sehen, daß bei einem gasförmigen Medium, welches durch den Zufuhrkanal mit einer Geschwindigkeit von weniger als 3 m/sec strömt, durch eine entsprechende Düse die Strömungsgeschwindigkeit erhöht werden kann, so daß man innerhalb des Abscheiders in Geschwindigkeitsbereiche gelangt, die eine optimale Abscheideleistung gewähren.

Außerdem ist in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß^iie Düse bei von unten nach oben durchströmten Lamellenreihen mit einer vorzugsweise lösbaren Abschlußplatte verbunden ist, wobei der Raum oberhalb der Abschlußplatte mit wenigstens einer Flüssigkeitsablauföffnung in Verbindung steht. Durch diese Maßnahme . wird mit Vorteil erreicht, daß das von unten nach oben strömende Medium so weit wie möglich bis in den Bereich der Abscheide- ₌ lamellen geführt wird, wobei die von der Düse, der Abschlußplatte und der Gehäusewandung gebildete Auffangrinne für die abgeschiedene Flüssigkeit in einer strömungsfreien Zone liegt und

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ein erneutes Mitreißen von Flüssigkeitspartikeln in den Gasstrom vermieden wird« Durch die konstruktive Ausgestaltung einer mit einer Düse versehenen, vorzugsweise lösbaren, Abschlußplatte ist in vorteilhafter ¥eise eine Anpassung eines Abscheiders mit vorgegebenen Abmaßen an die der jeweiligen Abgasleitungen unterschiedlichen Querschnitte möglich. Hier-

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durch wird^vielseitiger und wirtschaftlicher Einsatz der Abscheider vorteilhaft gewährleistet. M

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung steht die Auffangrinne durch wenigstens eine in der Gehäusewandung angeordnete Durchbrechung mit wenigstens einem ansteigenden Überlaufkanal in Verbindung, der so ausgebildet ist, daß sich das Flüssigkeitsniveau in der Auffangrinne mit Abstand unterhalb der Kante der Auffangrinne einstellt. Der Vorteil einer derartigen Anordnung besteht darin, daß die Flüssigkeitsablauföffnung durch die im ansteigenden Überlaufkanal sich befindende Λ Flüssigkeitssäule dauernd verschlossen ist und zwar unabhängig von den in der Abscheidevorrichtung abgeschiedenen Flussigkeitsmengen, wobei durch die im Überlaufkanal stehende Flüssigkeitssäule ein Druckzusammenbruch im Strömungsgehäuse verhindert wird* Insbesondere wird hierdurch vermieden, daß die schon abgeschiedene Flüssigkeit über die Kante der Auffangrinne wieder in den Gasstrom eintritt und eine erneute Abscheidung notwendig wird,

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Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1: schematisch eine Abscheidevorrichtung in vertikalem Längsschnitt

Fig. 2: einen Schnitt durch die Abscheidevorrichtung gemäß der Linie II - II in Fig. 1.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus einem strömenden gasförmigen Medium besteht aus einem Strömungsgehäuse T und ist koaxial mit seiner Eintrittsöffnung 2 an einen senkrecht geführten Gaskanal 3 angeschlossen, der das zu reinigende gasförmige Medium dem Abscheider zuführt. Der Abscheider ist mit seiner Austrittsöffnung 4 mit einem senkrecht geführten Gaskanal 5 verbunden, "der" das gereinigte Medium abführt. Die in Fig. 2 näher dargestellten Abscheidelamellen 6, die jeweils eine zur Strömungsrichtung schräg angestellte Prallfläche 27 und im Bereich ihres Abströmrandes eine Sammelrinne 26 aufweisen, sind unter einem bestimmten Winkel, vorzugsweise einem Winkel von etwa 10 Grad gegen die Horizontale geneigt an der Gehäusewandung 7 befestigt und überdecken den gesamten, vorzugsweise kreisrunden, Querschnitt des Strömungsgehäuses 1. Wie in der Fig. 1 zu entnehmen ist, sind in dem Ausführungsbeispiel zwei Lamellenreihen, die gegeneinander versetzte Strömungsöffnungen aufweisen, hintereinander angeordnet und bilden so eine Lamellengruppe.

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Das Strömungsgehäuse 1 wird im Eintrittsbereich durch eine Abschlußplatte 9 verschlossen, die mit einer Düse 10 versehen ist, welche koaxial zum Strömungsgehäuse und mit Abstand von dessen Wandung 7 in das Strömungsgehäuse 1 bis nahe an die Lamellenreihe geführt ist. Die mit der Düse 10 fest verbundene Abschlußplatte 9 ist vorteilhafterweise an ihrem äußeren Umfang mit mehreren Bohrungen 11 versehen. Im untersten Bereich der Gehäusewandung 7 sind die dem Bohrungsdurchmesser entsprechenden Schrauben 12 angebracht. Die Abschlußplatte 9 und das Strömungsgehäuse 1 sind mit'Muttern 13 lösbar und mit Hilfe der Abdichtung 25 druckdicht miteinander verschraubt. Die Abschlußplatte 9 $ die Düse 10 und die Gehäusewandung 7 bilden hierbei einen ringförmigen Raum, welcher über eine Durchbrechung 14 mit zwei Überlaufkanälen 15 verbunden ist, die an der Außenseite des Strömungsgehäuses 1 sich gegenüberliegend angeordnet sind.

Das Strömungsgehäuse 1 weist im, oberen Bereich an der Gehäusewandung 7 einen außenliegenden umlaufenden Flansch 16 auf, bei dem auf dem Umfang mehrere Durchgangsbohrungen 17 angeordnet sind. Diese Bohrungen entsprechen den Durchgangsbohrungen 18. des Flansches 19» der an der unteren Gehäusewandung 21 des Strömungsgehäuses 20 angeordnet ist. Beide Strömungsgehäuse sind vorzugsweise über lösbare Verbindungen, beispielsweise durch Schrauben, fest miteinander verbunden und entsprechen sich im konstruktiven Aufbau. Im oberen Bereich der Wandung 21 des Strömungsgehäuses 20 ist ein Flansch 22 angeordnet, an welchem der Gasab-

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zugskanal 5 angeschlossen ist. Mit besonderem Vorteil weist das - in Strömungsrichtung 28 gesehen - nachgeschaltete Strömungsgehäuse 20 einen größeren Durchmesser auf.

In Fig. 2 sind ausschnittsweise drei Abscheidelamellen zweier hintereinander angeordneter Lamellenreihen im größeren Maßstab dargestellt. Die von der Gasströmung 28 bestrichenen Seiten der Lamellen stellen die Prallflächen 2? dar und sind jeweils unter einem Winkel gegenüber der Gasströmung angestellt. Von der Strömung mitgeführte Partikel oder Tropfen behalten' infolge ihrer größeren Masse ihre Strömungsrichtung 29 im wesentlichen bei

und gelangen so auf die Prallfläche 27. Sobald sie an der Prallsie
fläche haften, bewegen sich unter dem Einfluß der Strömung und in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit mehr oder weniger schnell in die Sammelrinne 26.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung wird im folgenden näher beschrieben:

Die aus einem strömenden gasförmigen Medium abzuscheidenden Flüssigkeitstropfen gelangen beim Durchströmen des Gehäuses 1, 20 jeweils auf die Prallfläche 27 und von dort aus in die Sammelrinne 26 einer jeden Lamelle 6. Aufgrund der Strömungsverhältnisse im Bereich der Sammelrinne wird die abgeschiedene Flüssigkeit in der Sammelrinne gehalten, auch wenn diese

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"überkppf" steht, d. h. nach unten hin offen ist, wobei die abgeschiedene Flüssigkeit begünstigt durch die leichte Neigung der Lamelle 6 entlang der Rinne 26 zur Gehäusewandung 7 abgeführt wird und an dieser entlang von oben in den unteren Bereich des Strömungsgehäuses fließt. Dort wird die abgeschiedene Flüssigkeit in der Auffangrinne 23 gesammelt und über den Überlaufkanal 15, der mit der Auffangrinne 23 über die Durchbrechung 14 in Verbindung steht, abgezogen. Die Mindesthöhe der üblicherweise mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Flüssigkeitsablauföffnung 24 ist so bemessen, daß in keinem Betriebspunkt des Abscheiders sich in der Auffangrinne 23 ein Flüssigkeitsniveau derart ausbildet, daß die Kante 12 der Auffangrinne überschritten wird und so bereits abgeschiedene Flüssigkeitsmengen vom Gasstrom wieder in den Abscheider mitgerissen werden. .

Obwohl in der Regel nach dem Durchströmen der ersten aus zwei. Lamellenreihen bestehenden Lamellengruppe bereits ein sehr guter Abscheidegrad erreicht ist, können zwei oder mehrere Abscheider hintereinandergeschaltet werden, falls höchste Maßstäbe an die Reinheit des Mediums gestellt werden. Die in der Lamellengruppe des nachgeschalteten Strömungsgehäuses 20 abgeschiedene Flüssigkeit fließt aufgrund desselben konstruktiven Aufbaus unter Einwirkung der Schwerkraft an der' Wandung 21 des Gehäuses 20 bis in das Strömungsgehäuse Λ herab und wird dort in der Auffangrinne 23 gesammelt und zusammen mit der bereits abgeschiedenen Flüssigkeit über die FijLüssigkeitsabiauföffnung 24 abgezogen.

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Diese Vorrichtung ist nicht nur zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus einem strömenden gasförmigen Medium geeignet, sondern auch zum Abscheiden von feinen Feststoffpartikeln, beispielsweise Staub, welcher im sogenannten Naßverfahren vor dem Durchströmen des Abscheiders in einer vorgeschalteten Sprühvorrichtung an die Flüssigkeitstropfen gebunden wird bzw. nach Auftreffen auf die Prallfläche vom Flüssigkeitsfilm in die Sammelrinne ausgetragen wird.

Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus
einem strömenden gasförmigen Medium, welche in einem Strömungsgehäuse quer zur Strömungsrichtung mindestens eine Reihe paralleler, sich jalousierartig überdeckender und jeweils mit Prallfläche und Sammelrinne versehene Abscheidelamellen aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidelamellen (6) im Strömungsgehäuse (1) so ausgerichtet sind, daß die Sammelrinne (26) gegenüber der Horizontalen geneigt verläuft, und daß mit Abstand unterhalb der Lamellen (6) innerhalb des Strömungsgehäuses (1) an dessen Wandung (7) eine wenigstens teilweise umlaufende Auffangrinne (23) angeordnet ist, die mindestens eine Flüssigkeitsabzugsöffnung (24) aufweist.

2« Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Sammelrinne (26) unter einem Winkel von etwa 10 Grad gegenüber der Horizontalen geneigt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der bezogen auf die Strömungsrichtung mehrere, vorzugsweise in Gruppen zusammengefaßte Lamellenreihen hintereinander angeordnet sind, dadurch
gekennzeichnet, daß sich der Querschnitt des Strömungsgehäuses
(1) in Strömungsrichtung (28) erweitert.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Lamellenreihen jeweils in einem gesonderten Strömungsgehäuse (1) angeordnet sind, das vorzugsweise mit einer lösbaren Verbindung mit weiteren Strömungsgehäusen (20) verbindbar ist, wobei wenigstens unterhalb der untersten Lamellenreihe im untersten Strömungsgehäuse (1) eine Auffangrinne (23) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da-

durch gekennzeichnet, daß im .Eintrittsbereich (2) des,in Strömungsrichtung (28) gesehen, ersten Strömungsgehäuses (1) eine, vorzugsweise lösbare, Düse (10) koaxial zur Gehäuseachse angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (10) bei von unten nach oben durchströmten Lamellenreihen mit einer vorzugsweise lösbaren Abschlußplatte (9) verbunden ist, wobei der Raum oberhalb der Abschlußplatte mit we-

P nigstens einer FlüssigkeitsäblaufÖffnung (24).in Verbindung steht.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangrinne (23) durch wenigstens eine in der Gehäusewandung (7) angeordnete Durchbrechung (14) mit wenigstens einem ansteigenden Überlaufkanal (15) in Verbindung steht, der so ausgebildet ist, daß sich das Flüssigkeitsniveau in der Äuffangrinne (23) mit Abstand unterhalb der Kante (12) der Auffangrinne einstellt,

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