DE2512798A1 - Vorrichtung zum abscheiden von tropfen aus einem gasstrom - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Abscheiden von Tropfen aus einem Gasstrom Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abscheiden von Tropfen aus strömenden Gasen, bestehend aus einer Mehrzahl von parallelen, mit Abstand voneinander angeordneten Abscheiderwänden, die einen mehrfach stetig gekrümmten oder mehrfach abgewinkelten Querschnitt haben.
• Derartige Vorrichtungen werden als Tropfenabscheider überall dort eingesetzt, wo es gilt, Tropfen aus strömenden Gasen zu entfernen. Mögliche Anwendungsgebiete sind z. B. der Einsatz in Kühltürmen, hinter Wäschern und Waschkolonnen und in Verdampfern. Bei bekannten Tropfenabscheidern der beschriebenen Gattung für vertikale Anströmung sind die Abscheiderwände ebene Wände, die in Strömungsrichtung entweder so gebogen oder abgewinkelt sind, daß der Gasstrom bei Durchtritt durch den Abscheider einfach oder mehrfach umgelenkt wird, sodaß die Tropfen aufgrund der auf sie wirkenden Trägheitskräfte an die Wand getragen werden.
• Die dort abgeschiedene Flüssigkeit rinnt dann aufgrund ihres Eigengewichts entgegen der Strömungsrichtung an den Abscheiderwänden entlang nach unten und fältt in Form grober Tropfen oder Strähnen in ein Auffangbecken, von wo die Flüssigkeit aus dem System entfernt werden kann.
• Die maximal mögliche Anströmgeschwindigkeit solcher Abscheidersysteme wird begrenzt durch die Tatsache, daß die Flüssigkeit immer im Gegenstrom zum Gasstrom abgeführt werden muß. Von einer gewissen Geschwindigkeit an, der Ausrißgeschwindigkeit, werden Tropfen aus dem herabrinnenden Flüssigkeitsfilm herausgerissen, da der Flüssigkeitsfilm an gewissen kritischen Zonen des Abscheiders zurückgestaut und der sich dadurch bildende Flüssigkeitswulst instabil wird. Solche kritische Zonen, an denen sich Flüssigkeitswülste bilden, die bei wachsender Ausbildung und zunehmender Geschwindigkeit instabil werden, befinden sich zwangsläufig an den Stellen, wo der Krümmungsverlauf der Abscheiderwände seine Richtung ändert.
• Die bisher bekannten Abscheidesysteme haben sich insoweit bewährt, als ihre Funktionstüchtigkeit gewahrt blieb, solange die Anströmgeschwindigkeit unterhalb der Ausrißgeschwindigkeit blieb, die durch die geschilderten Vorgänge an den kritischen Zonen bedingt wird.
• Aufgabe der Erfindung ist es nun, diese zulässige Anströmgeschwindigkeit wesentlich zu erhöhen bei gleichzeitiger verbesserter Abscheideleistung des Gesamtabscheidesystems.
• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von Tropfen aus strömenden Gasen bestehend aus einer Mehrzahl von parallelen, mit Abstand voneinander angeordneten Abscheiderwänden, die mehrfach stetig gekrümmt oder mehrfach abgeknickt sind. Die Erfindung besteht darin, daß die Abscheiderwände mit Kapillarrinnen versehen sind, deren Richtung im wesentlichen in Richtung der Gasströmung verläuft.
• Dadurch wird erreicht, daß an den vorher als kritisch beschriebenen Zonen des Abscheiders der bis dahin beobachtete Ausriß sehr viel später eintritt. Das bedingt, daß der Abscheider mit einer wesentlich höheren Anströmgeschwindigkeit betrieben werden kann und daß darüber hinaus der Abscheidegrad verbessert wird, da die bisher beobachtete Sekundärtropfenbildung auf den ebenen Abscheiderwänden durch die Ausbildung von Kapillarrinnen vermieden wird.
• Die Kapillarrinnen können auf die unterschiedlichste Art und Weise an beliebigen Stellen der Abscheiderwände ausgebildet sein. Bevorzugt werden sie an den bereits näher bezeichneten kritischen Zonen der Abscheiderwände ausgebildet und zwar so, daß in diesen Zonen ein ungestörter Abfluß der dort vorhandenen Flüssigkeit entgegen den Kräften der Gasströmung erfolgen kann. Für eine erfindungsgemäße Vorrichtung können die verschiedensten Werkstoffe eingesetzt werden. Insbesondere kann mit Kunststoff im Spritzgußverfahren gearbeitet werden. Die Abscheiderwände können jedoch auch aus metallischem Werkstoff hergestellt werden, indem die Abscheiderwände so verformt werden, daß an den dafür vorgesehenen Stellen Kapillarrinnen ausgebildet werden.
• Im folgenden wird die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung: Figur 1 : die Ansicht von Abscheidern herkömmlicher Bauart mit den darin vermerkten kritischen Zonen für den Überrißvorgang.
• Figur 2 : drei Ansichten einer erfindungsgemäßen Abscheiderwand.
• Figur 3 : den Schnitt durch eine Abscheiderwand, die nur teilweise mit Kapillarrinnen versehen ist.
• Figur 4 : eine Aufsicht auf einer Abscheiderwand, die verdeutlicht, daß sich die Kapillarrinnen überschneiden können.
• Figur 5 : ein Detail an der Anströmkante der Abscheiderwand mit Verlängerung der Kapillarstege über die Abscheiderwand hinaus.
• Figur 6 : zeigt mögliche Ausbildungen der Kapillarrinnen.
• Figur 7 : zeigt einen Schnitt durch die Abscheiderwände mit eingeschobenen Profilstreifen.
• In Figur 1 ist dargestellt, wo bei den bisher üblichen Tropfenabscheidern die kritischen Zonen (6) zu suchen sind, die zu vorzeitigen Überriß führen. Die kritischen Zonen liegen bevorzugt dort, wo die Abscheiderwände die Richtung ändern, bzw. wo eine Linkskrümmung in eine Rechtskrümmung übergeht.
• Figur 2 zeigt drei Ansichten der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer möglichen Ausführungsform. Man sieht, daß hier die Kapillarrinnen (2) durch die Kapillarstege (3) gebildet werden. Die Kapillarstege können auf beiden Seiten des Profils über die gesamte Höhe H des Profils ausgebildet sein. Ferner ist die Möglichkeit gegeben, die Höhe y der Kapillarstege bei einzelnen Stegen auf das Maß yl zu vergrößern, wodurch die Strömungsführung durch den Abscheider insgesamt bei schräger Anströmung vergleichmäßigt wird.
• Es ist jedoch nicht erforderlich , die Kapillarstege auf beiden Seiten der Abscheiderwände durchgehend auszubilden.
• Wie sich aus Abb. 3 ergibt, können die Kapillarstege (3) auf verschiedene Teilbereiche der Abscheiderwände (2) beschränkt bleiben, vorzugsweise auf den Bereich der kritischen Zonen (6).
• Abb. 4 zeigt die Möglichkeit, in den Bereichen der kritischen Zonen die Kapillarstege versetzt anzuordnen und ineinandergreifen zu lassen . Das führt erfindungsgemäß zu einer verbesserten Abs-cheideleistung bei erhöhter Durchrißgeschwindigkeit.
• Abb. 6 zeigt verschiedene Möglichkeiten, wie die Kapillarrinnen (2) durch unterschiedliche Formgebung der Abscheiderwände (1) ausgebildet werden können.
• In Abb. 7 ist dargestellt, wie durch Einschieben von Profilstreifen an geeigneten Stellen des Abscheiders eine zusätzliche Agglomeration der aufprallenden Tropfen erreicht werden kann. Diese zusätzliche Agglomeration führt insgesamt zu größeren Tropfen, die leichter an die Abscheiderwände geführt und damit besser abgeschieden werden können. Diese Maßnahme verspricht in Verbindung mit den erfindungsgemäßen Vorrichtungen eine weitere Steigerung der zulässigen Anströmgeschwindigkeit bei gutem Abscheidegrad.

Claims (10)

Anapriiche

1. Vorrichtung zum Abscheiden von Tropfen aus strömenden Gasen bestehend aus einer Mehrzahl von parallelen, mit Abstand voneinander geordneten Abscheiderwänden, die einen mehrfach stetig gekrfimmten oder nehrfach abgewinkelten Querschnitt haben, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Abscheiderwände (1) mit nebeneinander liegenden Kapillarrinnen (2) versehen sind, die im wesentlichen in Strömungsrichtung des Gases verlaufen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Kapillarrinnen (2) durch beidseitig auf die Abscheiderwände aufgesetzte dünne Kapillarstege (3) gebildet werden,

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h Xekennzeichnet, daß die Hahe y1 eines Teils der Kapillarstege (3) wesentlich größer ist als die Höhe y der frigen Kapillarstege (3).

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Kapillarstege (3) im Bereich kritischer Strömungsgebiete überlappend versetzt sind.

5. Vorfichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Kapillarstege (3) über die Anströmkante der Profile (5) hinaus entgegen der Strömungsrichtung des Gases verlXngert sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h gekennzeichnet, daS die Kapillarstege (3) nur auf einen Teilstück der Profile (1) aufgesetzt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Kapillarrinnen (2) mit Abstand voneinander arteordnet und die iTherg:4n*e so ausgebildet sind, daß dort auftreffende Flüssigkeit zu den Kapillarrinnen geleitet wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h gekennzeichnet, daß in die Abscbeiderwände (1) Kapillarrinnen (2) eingeformt sind, deren Querschnitt dreieckförmig oder ähnlich auagebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Kapillarrinnen (2) zwischen auf die Abscheiderwände (1) aufaelegten Profilen (7) - vorzugsweise Rundprofilen - ausgebildet werden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h gekennzeichnet, daß sich zwischen den Abscheiderwänden (1) zusätzlich eingeschobene Profilstreifen (8 befinden.

L e e r s e i t e