DE2619923C2

DE2619923C2 - Tröpfchenabscheider für feuchte Gase

Info

Publication number: DE2619923C2
Application number: DE2619923A
Authority: DE
Inventors: Bernard J. Pittsburgh Pa. Lerner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-05-05
Filing date: 1976-05-05
Publication date: 1985-03-14
Also published as: DE2619923A1; US4022593A; FR2310149A1; IT1060413B; CA1039206A; JPS51134474A; JPS5915687B2; FR2310149B1; GB1528255A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Tröpfchenabscheider für feuchte Gase nach dem Oberbegriff des

Anspruchs I.

In vielen Prozessen wird eine Flüssigkeit mit einem Gas in innige Berührung gebracht, z. B. bei der Destillation, fraktionierten Destillation, Gasreinigung, Verdampfungskühlung, Belüftung von Klärschlamm u. dgl.

Hierbei reißt der Gasstrom die Flüssigkeit in mehr oder weniger großem Ausmaß als Nebel oder Tröpfchen mit und es ist oft erwünscht, die mitgerissene Flüssigkeit wieder aus dem Gas abzuscheiden. Es ist bekannt, hierfür poröse Filterkörper zu verwenden; als diesbezüglieher Stand der Technik seien die US-Patentschriften 26 45 560, 27 84 132, 29 58 593, 30 22 859. 3190 057, 34 40 018 und 35 26 557 genannt.

Der in der US-PS 35 26 557 beschriebene Filterkörper besteht aus Metall in Form von Drahtnetzen,

j5 Streckmetall od. dgl. Zur Herstellung eines entsprechenden Tröpfchcnabschciders wird ein schlauchförmigcs oder zylindrisches Draht- oder Kunststoffgewebc abgeflacht, gestapelt und zu einem kreisförmigen oder rechteckigen Filterkörper verarbeitet, der in den dafür vorgesehenen Raum paßt. Ein anderer Typ ist in der US-PS 31 90 057 beschrieben. Hier besteht der Filterkörper des Tröpfchenabscheiders aus offen/eiligem netzförmigem Polyurethanschaum.

Die Filierkörpcr dieser bekannten Tröpfchenabschcider sind makroskopisch durch einen gleichmäßigen Gasströmungswiderstand im ganzen Filierkörper ausgezeichnet. Mikroskopisch können also die Poren eine Zufallsvertcilung hinsichtlich Größe und Gestalt haben, aber makroskopisch ist die Gasströmung gleichförmig.

so Um den Strömungswiderstand möglichst gering zu halten, ist im allgemeinen der Durchgangsraum sehr hoch, nämlich mehr als 90%.

Die bekannten Filterkörper dieser Art haben im Betrieb einen verhältnismäßig hohen Durchlaßwiderstand

« für feuchte Gase im Vergleich zum Strömungswiderstand für trockene Gase. Ferner zeigen sie die Tendenz, sich mit der zurückgehaltenen Flüssigkeit vollzusaugcn. d. h. zu überfluten. Die Überflutung bedeutet, daß der Filterkörper einen Zustand annimmt, in welchem sein

«ι I^:lüssigkcilsgehalt rasch ansteigt, der Druckabfall des Gases steil ansteigt und schließlich die Flüssigkeil zur Abslröinscite des Filterkörpers durchbricht und tropfenweise mitgerissen wird.

Man weiß, daß die beschriebenen Nachteile alle da-

ii5 von herrühren, daß sowohl das nach oben strömende (las. als auch die nach linien wandernde Flüssigkeil den gleichen Siröimingsnuim innerhalb der Zwischenräume lies l'ilterkörpeis beanspruchen Es gibt praktisch keine

bevorzugten Flüssigkeitsablaufkanäle mit geringem Strömungswiderstand und auch keine Abschnitte mit geringem Gasströmungswiderstand in dem Filterkörper. Der Filterkörper bietet dem Gas dank seiner Dicke wie gesagt einen makroskopisch gleichförmigen Durchgangswiderstand; diese Gleichförmigkeit wird sogar weitgehend als erstrebenswertes Ziel angesehen.

Wenn der Filterkörper horizontal angeordnet ist. so daß der Gasstrom ganz oder überwiegend nach oben gerichtet ist, wandert die Flüssigkeit unter dem Einfluß der Schwerkraft durch den Filierkörper nach unten. Die Abfunr der Flüssigkeit wird aber durch die Oberflächenspannung in der Nähe der Anströmseite des Filterkörpers behindert Ein weiterer Hinderungsgrund ist die Mitnahme und Reibung durch den Gasstrom, der ganz oder teilweise der Ablaufrichtung der Flüssigkeit entgegenströmt. Infolgedessen sammelt sich die abgeschiedene Flüssigkeit als zusammenhängende Schicht unmittelbar oberhalb der anströmseitigen Oberfläche des Filterkörpers bzw. im Falle eines schräg eingebauten Filterkörpers unmittelbar oberhalb eines großen Teils dieser Oberfläche. Das Gas muß dann zwangsläufig als diskontinuierliche Phase durch die Flüssigkeitsschichi durchperlen, so daß sich ein hoher Strömungswiderstand im Verhältnis zu dem trockenen Filterkörper und eine starke Überflutungsiendenz schon bei verhältnismäßig geringen Flüssigkeitsbeladungen ergeben. Diese bekannten Tröpfchenabscheider sind demzufolge auf die Verwendung bei Gasen nicht zu hoher Feuchtigkeit beschränkt. Deshalb ist es üblich, den Tröpfchenabscheider soweit wie möglich von der Bcladungsstelle, d. h von der Austriitssielledes Flüssigkeits-Gasgemischs anzuordnen, damit möglichst viele Tröpfchen bereits von selbst durch die Schwerkraft ausgeschieden sind. Das ist keine wirtschaftlich befriedigende Lösung, weil sie einen erhöhten Platzbedarf erfordert.

In den US-Patentschriften 30 22 859, 26 45 560 und 34 40 018 wird auf verschiedene Weise versucht, das aufgezeigt*" Problem zu lösen. In den Anordnungen nach den US-Patentschriften 30 22 859 und 26 45 560 ist zu diesem Zweck der Abscheider in einem großen Winkel gegen die Horizontale angeordnet, um den Flüssigkeitsablauf längs des geneigten Filterkörpers in äußere Ablaufkanäle bzw. zur Innenwand des Gefäßes zu erleichtern. In der Anordnung nach der US-PS 34 40 018 ist eine gewellte Lochplatte als Träger des Abscheiden; und Flüssigkeitsverteilers vorgesehen. Diese Lochplatte muß aber wieder von dem aufsteigenden feuchten Gas durchsetzt werden und zeigt so die gleichen unerwünschten Begleiterscheinungen des Gegenstroms von Flüssigkeit und Gas wie der eigentliche Filterkörper. Außerdem erhöht diese Lochplatte zwangsläufig den Strömungswiderstand gegenüber dem Filterkörper allein und ist auch insofern nachteilig.

Der im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Erfindung lieg', die Aufgabe zugrunde, einen Tröpfchenabscheider der angegebenen Art zur Verfügung zu steilen, der eine wesentlich höhere Flüssigkeitsbelastung als die bekannten Abscheider dieser Art ermöglicht, ohne daß der Druckverlust zu groß wird oder eine Überflutung eintritt. Insbesondere soll die abgeschiedene Flüssigkeit gegen die Reibungskräfte des anströmenden Gases geschützt werden und in so großen Tropfen austreten, daß diese nicht erneut von dem Gas mitgerissen werden können.

F.rfindungsgemüß besieht die Abführvorrichtung für die Flüssigkeit aus Fascrniatcrial.dasdicausdcm Filterkörper abgeleitete Flüssigkeit gegen das anströmende Gas abschirmt.

Unter Fasermaterial werden hier alie Gebilde verstanden, deren Grundstruktur im wesentlichein eindimensional ist, also Einzelfasern, Drahtnetze, Matten, Borsten, Bänder, Stahlwolle usw. Wegen des Coanda-Effekts ziehen die Gebilde aus Fasermaterial die Flüssigkeit aus der Schicht oberhalb der anströmseitigen Oberfläche des Filterkörpers ab. Der Coanda-Effekt ist die Tendenz einer Flüssigkeit, unter der Einwirkung der

ίο Schwerkraft an einem sie berührenden Flüssigkeitsleiter enllangzufließen. Wenn man z. B. einen aus einem Wasserhahn austretenden Wasserstrahl mit dem Finger berührt, fließt das Wasser am Finger entlang, wird also aus dem direkten Strahl abgelenkt. Die Fasern des Fasermaterials berühren die Flüssigkeitsschicht und leiten infolge des Coanda-Effekts die Flüssigkeit aus dieser Schicht ab (vergl. Stanley W. Angmt, Scientific American, Band 211 Seiten 80 bis 88, insbesondere Seite 83).
Die Farerkörper berühren die anströmseitige Oberfläche des Filterkörpers derart, dr -.' ihre Achsen senkrecht zur Gasströmrichtung gerichtet- sind; wenn mehr als ein Faserkörper vorhanden ist, haben sie einen gewissen gegenseitigen A.bstand. Die Querschnittsform der Faserkörper ist grundsätzlich gleichgültig, jedoch hat sich die zylindrische Gestalt als besonders vorteilhaft erwiesen, wobei der Durchmesser verhältnismäßig klein im Verhältnis zum Durchmesser des Filterkörpers bzw. des umschließenden Gefäßes ist. Der Durchmesser der Faserkörper soll groß genug sein, um einen ausrei-

jo chenden hydrostatischen Druckabfall innerhalb des Faserkörpers zu erzeugen; dies ergibt im Verein mit einer passenden Anzahl von Faserkörpern die benötigte Abscheidekapazität. Für Filterkörper üblicher Art ohne merkliche Kapillarität soll der Durchmesser des oder der Faserkörper im Bereich von 25 bis 75 oder 100% der Dicke des Filterkörpers liegen, wobei die größeren Dikken für Flüssigkeiten gelten, die eine geringere Oberflächenspannung als Wasser haben. Für Filterköi^er mit merklicher Kapillarität, die bisher nicht viel verwendet

■40 worden sind, kann der Faserkörper erheblich größeren Durchmesser als die Dicke des Filterkörpers haben; der Durchmesser ist nämlich eine Funktion der Kapillarität. In diesem Falle soll der Faserkörper gleiche oder größere Kapillarität für die betreffende Flüssigkeit als der

4^r) Filterkörper haben. Jeder Faserkörper soll einen hohen Porositätsgrad haben, der typisch etwa 90% des Volumens beträgt.

Da die Flüssigkeitsabfuhr in einem Faserkörper unter dem Einfluß der Schwerkraft im wesentlichen vertikal verläuft, wird der Flüssigkeitsstrom durch die Fasern, die mehr oder weniger senkrecht zur Ablaufrichtung verlaufen, gegen die Einwirkung der Reibungs- und SloLKräfie des strömenden Gases geschützt. Wenn mehrere Faserkcrper verwendet werden, müssen diese zwangsläufig einen Abstand zwischen sich frei lassen, damit das Gas einen bevorzugten Bereich geringen Strömungswiderstandes vorfindet, wodurch das aufwärtsströmendfc (^as wirksam von der abwärtsströmenden Flüssigkeit getrennt wird.

«j Die praktische Erfahrung hat gezeigt, daß der neue Tröpfchenabscheider einen wesentlich geringeren Gasdruckabfall und eine weit höhere Flüssigkeitskapazitäi als die bekannten Tröpfchenabscheider besitzt.

Einige Ausführu.'gsbeisoicle der Erfindung werden

b5 nachstehend an Hand der Zeichnung beschrieben. Hierin ist

Fig. 1 ein Längsschnitt einer typischen Kontaktanlage für ein Gas und eine Flüssigkeit mit eingebauiem

Tröpfchenabscheider gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ein Querschnitt längs der Linie M-II in Fig. I₁

Fig.3 eine isometrische Darstellung des Tröpfchenabscheiders nach F i g. 1 und 2,

F i g. 4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Erfindung,

Fig. 5 eine Darstellung der Befestigung des Faserkörpers,

F i g. 6 eine Seitenansicht einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 7 die schemalischc Ansicht eines Tröpfchcnabscheiders bekannter Art,

F i g. 8 ein Graph zum Vergleich des Druckanfall.s als Funktion der Gasgeschwindigkeit eines mit Flüssigkeit beladenen und eines trockenen Abscheiders nach Fig. 7.

F i g. 9 die schematischc Darstellung eines Fascrkörpers zur FlussigkoiKableiiung gemäß der Erfindung, bestehend aus einem Drahtnetz,

Fig. IO ein Graph entsprechend Fig.8, jedoch für einen Tröpfchenabscheider gemäß der F.rfindung mit mehreren Faserkörpern nach Anspruch 9,

F i g. 11 die schematische Darstellung eines Faserkörpers, der aus einer anisotropen ungewebtcn Matte hergestellt ist.

Fig. 12 ein Graph entsprechend Fig.8 für einen Tröpfchenabscheider mit mehreren Faserkörpern nach Fig. U.

Fig. ndieschematische Darstellung eines Faserkorpers gemäß der Erfindung, der eine Mittelachse mit radialen Borsten aufweist,

Fig. 14 ein Graph entsprechend Fig.8, jedoch für einen Tröpfchenabscheider mit mehreren Faserkörpern nach Fig. 13,

Fig. 15 die schematische Darstellung eines Faserkörpers aus Stahlwolle (nicht rostend) und

Fig. 16 ein Graph entsprechend Fig.8, jedoch für einen Tröfpchenabschcider mit mehreren Faserkörpern nach Fig. 15.

Die in Fig. 1 dargestellte Anlage ist ein Gasrcinigungsturm 21. Er hat zylindrische Wände 23 mit einer ebenen Grundfläche 25 und einer Kuppel 27. Der Turm 21 besteht aus einem Metallmantel 29 mit einer Schutzauskleidung 31. Letztere besitzt nach innen vorspringende ringförmige Konsolen 33 und 35. Der Turm 21 weist einen Gaseinlaß 37 und einen Gasauslaß 39, sowie einen Flüssigkeitsauslaß 41 auf.

Die Konsole 33 trägt ein Kontaktbett 43, das für Gas und Flüssigkeit durchlässig ist. Die Kontaktflüssigkeit wird von einer Sprühvorrichtung 45 geliefert, deren Zuleitung 47 durch die Wand 23 geht.

Die Konsole 35 trägt einen Tröpfchenabscheider 51. Er besteht aus einem Filterkörper 53, der von einem dreidimensionalen Gitter zusammengehalten wird. Dieses Gitter umfaßt die vertikalen Stäbe 55, die durch den Filterkörper 53 durchgehen, und die Querstäbe 57. Die Stäbe 55 und 57 sind mit oberen und unteren Rahmen 59 und 61 verschweißt (vergl. F i g. 3). Jeder Rahmen besteht aus mehreren Leisten 63. die sich längs der anströmseitigen bzw. abströmseitigen Oberfläche 67 bzw. 69 des Filterkörpers 53 erstrecken, und gekrümmten Verbindungsleisten 71 und 73. Die Vcrbindungslcistcn 73 haben L-förmigen Querschnitt.

Zur Ableitung der vom Filterkörper aus dem Gas zurückgehaltenen Flüssigkeil sind mehrere flüssigkeitsdurchlässige Faserkörper 81 vorgesehen. Sie haben aus ('.riiiulcn der cinfiieheren I lcrslcllung vorzugsweise zylindrische GestaU. leder Faserkörper sitzt auf einer Stange 83, die im vorliegenden Falle längs der Körperachse verläuft. Die Stangen 83 sind mit U-förmigcn Krampen 85(Fi g. 3) an den Querleisten 73 befestigt. Sie verlaufen parallel /ti der anströmseitigen (unteren) 5 Oberfläche 67 des Filterkörpcrs und liegen auf der Konsole 35 auf. Der Filierkörper 53 liegt fest auf den Faserkörpern 81 auf.

Beispielsweise besteht der Filierkörper 53 aus einer dicht in Spiralform gewickelten Rolle 84 (Fig. 7) aus gewirkten PTFE-Fascrn 86. Die Fasern haben einen Durchmesser von etwa 250 Mikron. Die Faserkörper 81 können verschiedene Formen annehmen. Beispielsweise besteht der Faserkörper 81 gemäß F i g. 9 aus einer zylindrischen, spiralförmig gewickelten Rolle 88 aus einem Sieb- oder Netzsioff, mehrere Schichten tief, der lüngs der Unterseite des Fillcrkörpcis 53 in Berührung mit diesem senkrecht zur Gassiröniiingsrichtung angeordnet ist. Die Rolle wird von dem Miltclstab bzw. dem Mitlclrohr 102 getragen. Wenn der Filterkörper 5.1 aus einem gewirkten Netzmaterial besteht, wird dieses Material vorteilhaft auch zur Herstellung des Faserkörpers 81 herangezogen.

Ein zweites Ausführungsbeispiel des Faserkörpers besieht gemäß F i g. 11 aus einer zylindrischen, spiralförmig gewickelten Rolle 90 eines nicht gewebten iokkcren Faserstoffs gemäß US-PS 27 84 132 oder US-PS 29 58 593 Auch diese Rolle wird von einem zentralen Stab 104 getragen. Die Fasern der Rolle 90 haben beispielsweise einen Durchmesser von etwa 150 Mikron.

jo Auch hier werden eine oder mehrere Rollen 90 von unten gegen den Fiitcrkörper 53 gepreßt, um die gewünschte, gegen die Strömungskräfte des Gases geschützte Flüssigkcitsableitiing zu erzielen. Sowohl hier, als auch bei der Rolle 88 aus Ncizmatcrial sind die Fa-

is serschichtcn anisotrop angeordnet. Die Anisotropie besieht darin, daß der zylindrische Körper aus konzentrischen Faserschichten iÖ6 bzw. 92 besieht, die allgemein parallel zur Strönuingsrichtung des Gases um die Zylinder verlaufen. Die konzentrischen Faserschichten üben eine starke Bremswirkung auf das strömende Gas aus und schützen so die Strömungsbahnen für die durch die Rollen ablaufende Flüssigkeit. Das strömende Gas kann infolgedessen nicht zur Oberfläche der strömenden Flüssigkeit vordringen und andererseits ergeben sich zwischen den Faserkörpern Bahnen geringen Widerstandes für den Gasstrom.

Eine weitere Ausführungsform, bei der die Faseranisolropic eine andere Orientierung hat, die aber ebenso wirksam wie die soeben beschriebenen Formen ist, besteht gemäß Fig. 13 aus einem zylindrischen um¹ bürslenartigen Körper 94. Er besteht aus zahlreichen Borsten 96, die radial an einem schraubenförmig gedrehten Stab oder Draht 112 befestigt sind. Die Borsten % haben z. B. einen mittleren Durchmesser von etwa 0,25 bis 035 mm. Wenn die Borsten 96 in Berührung mit der anströmseitigen Oberfläche des Filterkörpers 53 stehen, dringen sie in diese ein und dienen als bevorzugte Leitbahnen für die Flüssigkeit. Die Flüssigkeitsabfuhr wird vertikal nach unten bis in den axialen Bereich des Kör-

bo pers 94 geleitet und breitet sich dann im unteren Teil des Körpers 94 fächerförmig radial aus. Der Schutz des Flüssigkeilsstromes vor den Reibungskräften des Gases geschieht in diesem Falle vor allem durch die Änderung der räumlichen Dichte der Fasern % in Radialrichtung.

b5 Da die Faserdichte bei Annäherung an die Achse 112 /imimmi. wird das Eindringen des Gasstromes in den minieren Bereich, wo der Großteil der Flüssigkeitsströmung stattfindet, weitgehend verhindert Eine zusälzli-

ehe Abschirmung der Gasströmung an der Stelle der Flüssigkciisaufnahme aus dem Filierkörper 53 ergibt sich durch die beiderseits der die Flüssigkeit ableitenden Fasern angeordneten Reihen der nicht in Berührung mit dem Filierkörpcr stehender Horsten 96. ■>

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispid besteht der Faserkörper aus einer Rolle 98 aus gekämmter Stahlwolle (F ig. 15).

Oben war vorausgesetzt worden, daß die verschiedenen Ausführungsformen 88,90,94 und 98 des Faserkörpers 81 getrennt hergestellt und nachträglich an dem Filterkörper 53 befestigt werden; in gewissen Fällen ist es jedoch auch möglich, die Faserkörper als integralen Bestandteil des Filterkörpers auszubilden. Auch können siatt des kreisförmigen Querschnitts elliptische, quadratische, rechteckige und sonstige Querschnitte verwendet werden. Die Fasern können aus Metall. Kunststoff. Glas oder sonstigem Werkstoff bestehen.

Im Betrieb strömt das mit Flüssigkeitslröpfchcn bcladene Gas aus dem Bett 43 durch den Filterkörper 53. Die dort abgeschiedene Flüssigkeil strömt im Gegenstrom zur anströmseitigcn Oberfläche 67 des Filterkörpers. Anstatt daß sie sich oberhalb dieser Oberfläche sammelt, strömt die Flüssigkeit durch die Kontaktzonc 87 zwischen den Faserkörpern 81 und dem Filter 53 und dann in einem Rinnsal 89 durch den zentralen Bereich des Faserkörpers 81. Das Rinnsal 89 wird durch den äußeren Teil 91 des Faserkörpers gegen das anströmende Gas abgeschirmt. Die Höhe Hdes Faserkörpers 81 in Veriikalrichtung soll so groß sein, daß der hydrostat)- jo sehe Druckunterschied längs des Rinnsals groß genug ist. um eine Entfernung der Flüssigkeil aus dem Faserkörper in verhältnismäßig großen Tropfen 93 zu verursachen. So große Tropfen werden nicht so leicht durch das aufwärtsströmende Gas mitgerissen. J5

Der Filterkörper 53 und der Faserkörper 81 des zen Versuche auf dem konstanten Wert von 2 I je Minute gehalten. Der Druckabfall im Filterkörper wurde mil einem Schragrohrmnnomcicr ju-inessen. In ilen Vitmi dien wurde jeweils der Druckabfall im Killer (in IUmIr¹I len von 25,4 mm Wassersäule) in Abhängigkeil von der Anslrömgeschwindigkeit des Gases (in Einheiten von 0,3 m pro Sekunde) bestimmt, und zwar wurde jeweils zuerst das trockene Filter durchgemessen und dann die Messung mit NebelbesprUhung wiederholt.

Der erste Versuch wurde mit dem Filterkörper 84 allein gemacht, um die nötigen Ausgangswerte zu gewinnen. Die Ergebnisse sind in Fig.8 graphisch dargestellt. Kurve 8/4 gilt für den trockenen und Kurve %B für den eingenebelten Filterkörper 84. Wie man sieht, steigt unter dem Einfluß der Tröpfchenbeladung der Druckabfall am Filter 84 auf mehr als das Doppelte des Druckabfalls am trockenen Filter für die gleiche Gasgeschwindigkeit. Ferner zeigt die Kurve 8ß für das befeuchtete Kilter einen Knick zwischen 1.5 und 1,8 m pro Sekunde und einen Überflutungspunkt bei etwa 2,0 m pro Sekunde entsprechend dem der Filterdicke gleichkommenden Druckabfall von 100 mm Wassersäule. An diesem Punkt konnte auch das Durchschlagen des Nebels durch das Filter beobachtet werden.

Der nächste Versuch wurde mit einem Tröpfchenabscheider 51 durchgeführt, bei dem drei Rollen 88 eines Drahtnetzes wieder maschenweise 6 · 6 mm in je 5 Lagen mit einem Außendurchmesser von 25 mm und einer Länge von 75 mm horizontal in Berührung mit dem Filterkörper 84 angeordnet waren. Das Filter wurde so angeordnet, daß seine Unterseite im gleichen Abstand von der Sprühdüse wie vorher war. Der Druckabfall in Abhängigkeit von der Gasgeschwindigkeit für das trokkcne und das eingenebelte Filter unter diesen Bedingungen ist in den Kurven 10/4 und lOßder Fig. 10 dargestellt. Wie der Vergleich zwischen Fig.8 und 10 zeigt.

TföpichcMäbsehciucfS tiäch F 1 g. 1 bi5 5 Sind So uUSgc- bcSlchi zwischen uCil

bildet, daß sie keine merkliche Kapillarität für die Flüs sigkcit zeigen. In F i g. 6 ist ein Tröpfchenabscheidcr 101 mit einem Filterkörper 103 mit merklicher Kapillarität skizziert. Der Abscheider 101 enthält ferner Ableilkörper 105, welche die gleiche oder eine höhere Kapillarität hinsichtlich der betreffenden Flüssigkeit aufweisen. Die Ableitkörper 105 absorbieren die Flüssigkeit aus dem Filterkörper 103 ähnlich wie Löschpapier. Die vertikalcn Abmessungen der Ableitkörper 105 sollen verhältnismäßig hoch im Vergleich mit der Dicke des Filterkörpers 103 sein, um einen ausreichenden hydrostatischen Druck H1 zu erzeugen, der den Austritt der Flüssigkeit aus den Ableitkörpern 105 unterstützt. so

Überraschenderweise wurde gefunden, daß im Betrieb die Anwendung der beschriebenen Faserkörper zu einer Verringerung des Druckabfalls des Arbeitsgases in dem Filierkörper 53 um mehr als 50% führte, d. h. der Druckabfall nahm praktisch die gleichen Werte an, die das trockene Filter allein zeigte.

Die Versuche wurden in einem vertikalen Gasreinigungsiurm mit einem Durchmesser von 150 mm unter Verwendung eines handelsüblichen gewirkten Filterkörpers 53 aus PTFE mit einer Dicke von 100 mm w durchgeführt Die Tröpfchen wurden von einer handelsüblichen Sprühdüse geliefert, die 75 mm unterhalb des Filterkörpers angeordnet war und Wasser nach oben auf das Filter sprühte, gleichzeitig mit einem nach oben gerichteten Lufistrom. Der Luftsirorn wurde von einem Zentrifugalgebläse erzeugt und mittels einer geeichten scharfkantigen öffnung von 45 mm Durchmesser zugemessen. Die Flüssigkeitszufuhr wurde während der ganter kein wesentlicher Unterschied. Dagegen wird der Strömungswiderstand des Filters gegen feuchtes Gas praktisch auf den Wert bei trockenem Filter, also auf etwa 50% desjenigen des befeuchteten Filters ohne die Rollen 88 reduziert. Ferner wurde der Knick in der Druckkurvc von etwa 1,67 auf etwa 2,45 m pro Sekunde erhöht und die dem Überflutungspunkt zugeordnete Geschwindigkeit wuchs von 2,0 m pro Sekunde auf etwa 3,4 m pro Sekunde. Diese Erhöhung der Überflutungskapazität fällt besonders in die Augen, aber die durch die Faserkörper hervorgerufene Verringerung des Druckabfalls (Kurven 8ß und iOB) ist völlig unerwartet und überraschend. Man sollte eigentlich erwarten, daß d^:e Behinderung der Gasströmung und der zusätzliche Strömungswiderstand infolge der Einfügung der Faserkörper den Gasströmungswiderstand insgesamt erhöht, insbesondere für das befeuchtete Filter; die radikale Reduzierung des Druckabfalls unter sonst gleichen Bedingungen zeigt, daß der Effekt der die Flüssigkeit abführenden Faserkörper weit größer als erwartet ist.

In der nächsten Versuchsreihe wurden die drei Gitterstoff rollen 88 durch drei Rollen 90 eines 19 mm dikken Vlieses mit anisotroper Faserorientierung ersetzt, wobei die bevorzugte Faserorientierung parallel zur Oberfläche des Vlieses verlief. Die Fasern 92 hatten einen Durchmesser von etwa 150 Mikron. Die Rollen aus diesem Vlies hatten einen Durchmesser von 38 mm und eine Länge von 75 mm. Die Versuchsergebnisse sind in den Kurven 12/4 und 12ß für trockenes und für feuchtes Filter dargestellt. Auch hier wie in Fig. 10 ergibt sich eine radiale Verringerung des Druckabfalls ge-

I: I 9

' genüber der Bezugskurve 8ß für das befeuchtete Filter 84 allein. Die Überflutung trat bei einer Strömungsgc-

£ schwindigkeit von etwa 32, m pro Sekunde ein, d. h. das

ü Flüssigkeilsaufnahmevermögen stieg um 61,5% gcgen-

P über dem Filter 84 allein. ^r>

Lj Der nächste Versuch wurde mit drei sprialförmig gc-

Γ- wickelten Rundbürsten 94 durchgeführt. Diese hatten

ίί einen Durchmesser von 25 mm und eine Länge von

i, 6,4 mm und bestanden aus radial angeordneten PoIy-

I:¹ propylenborsten mit einem Durchmesser von 0,35 mm,

'jij die in Berührung mit der anströmseitigen Oberfläche

" des Filterkörpers 84 standen. Die Rundbüsten waren in

ά gleichen Abständen parallel zueinander angeordnet und

fj ihre Längsachsen verliefen senkrecht zur vertikalen

5 Strömungsrichtung des Gases. Die Versuchsergcbnisse k für trockenes und feuchtes Gas sind in den Kurven i4A

>ί und 14ß der Fi g. 14 niedergelegt. Trotz einer geringen

H Abnahme des Flüssigkeitsaufnahmcvermögens im Vor-

jj3 gleich zu den Netzroiien 88 und den Viicsroiicn 9ö crga-

Ö ben die Rundbürsten eine ähnliche Reduktion des

I Druckabfalls und eine fast ebenso große Flüssigkcitska-

fij pazität im Vergleich zu dem Bezugsfall gemäß F i g. 8.
<| Im nächsten Versuch wurden drei zylindrische Rollen

6 98 mit einem Durchmesser von 50 mm und einer Länge

R von 75 mm aus Edelstahlwollc hergestellt. Die KiIeI- 2^r>

|; stahlwolle war vorher gekämmt worden, so daß sie eine

Matte mit ungefähr parallel verlaufenden Einzelfäden darstellte. Die Rollen 98 wurden durch Aufrollen der Matte in Längsrichtung erzeugt, so daß die Metallfäden weitgehend konzentrische Ringe oder Spiralen bildeten, jo die im wesentlichen parallel zur Zylinderoberfläche verlaufen. Die Ergebnisse für trockenes und befeuchtetes Filter sind in den Kurven 16/4, und 16ß der Fig. 16 dargestellt. Sie sind noch etwas besser als diejenigen bei Verwendung der anderen Faserkörper 88, 90 und 94. J5 denn die Druckabfallkurve 166 liegt etwas tiefer als die

t_A:~i-i - 1/ 1 j ΓΊΐ π..» L* :..*

*vigivil.liuaicii rvuivcii utili uui VJUVi nuiuitg:>|/uiirw ni etwas höher.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen -to

4¹S

Claims

Patentansprüche:

1. Tröpfchenabscheider für feuchte Gase, bestehend aus einem Filterkörper, an dessen Anströmseite sich eine Vorrichtung zum Abführen der im Gegenstrom durch den Filterkörper wandernden abgeschiedenen Flüssigkeit befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Abführvorrichtung aus Fasermaterial besteht, das die aus dem Filterkörper (53) austretende Flüssigkeit gegen das anströmende Gas abschirmt.

2. Tröpfchenabscheider nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß die Abführvorrichtung aus minaestens einem für die Flüssigkeit aus der oberhalb der anströmseitigen Oberfläche des Filters gebildeten Flüssigkeitsschicht durchlässigen Faserkörper (81) besteht, der in Berührung mit der anströmseitigen Filtercb-irfläche (67) steht und dessen Hauptachse senk« echt zur Strömungsrichtung des feuchten Gases verläuft, sowie daß die Querschnitlsfläche des Faserkörpers (81) senkrecht zu der Hauptachse so gewählt ist, daß die innerhalb des Faserkörpers (81) gebildeten Flüssigkeitsrinnsale gegen Behinderung durch das anströmende Gas abgeschirmt werden.

3. Tröpfchenabscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessung (11) der Querschnittsfläche des Faserkörpers (81) in Vertikalrichtung von der Berührungsstelle mit der anströmseitigen Filteroberfläche bis zum unteren Ende des Faserkörpers (31) so grot ist, daü die den Faserkörper (81) durchlaufende Flüssigkeit einem merklichen hydrostatischen Druck ausgesetzt .st und dadurch an der Austrittsstelle aus dem Faserkörper (81) in großen Tropfen, die der Mitnahme durch das Gas erheblichen Widerstand entgegensetzen, abtropft.

4. Tröpfchenabscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserkörper (81) eine Porosität hat, das in der Größenordnung von 90% und mehr des Gesamtvolumens des Faserkörpers (81) liegt.

5. Tröpfchenabscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserkörper (81) aus einer spiralförmig gewickelten Drahtnetzrolle (88) besteht.

6. Tröpfchenabscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserkörper (81) aus einer Rolle (90) eines Vlieses mit anisotroper Faserorientierung besteht.

7. Tröpfchenabscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserkörper (81) aus einer spiralförmig gewickelten Rundbürste (94) besteht, deren Borsten (96) in den Filterkörper (53) eindringen.

8. Tröpfchenabscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserkörper (81) aus einer Rolle gekämmter Edelstahlwollc(98) besteht.

9. Tröpfchenabscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkörper (103) cmc solche Porosität aufweist, daß er gegenüber dem Flüssigkeitsstrom merkliche Kapillarität besitzt, und daß der Faserkörper (105) mindestens die Kapillarität des Filterkörpers besitzt und eine solche Länge (H 1) hat. daß der hydrostatische Druckunterschied innerhalb des Fascrkörpors ausreicht, um die Flüssigkeit ims ilrm I ilierkörpcr alvii/ielicn.

K). l'riinfelieniibseheider mich Anspruch I, ila-

durch gekennzeichnet, daß die Abführvorrichtung aus mehreren in Berührung mit dem Filterkörper (53) stehenden Faserkörpern (81) besteht, deren Hauptachse jeweils senkrecht zur Anströmrichtung des feuchten Gases verläuft, daß die Faserkörper (81) einen solchen Abstand voneinander haben, daß die Gasströmung durch den Filterkörper (53) nicht wesentlich behindert wird und daß die Querschnitisfläche jedes Faserkörpers (81) senkrecht zu seiner Hauptachse so groß ist, daß die in Rinnsalen den Faserkörper (81) durchströmende Flüssigkeit gegen erneutes Mitreißen durch das anströmende Gas abgeschirmt ist.