DE2726524C2

DE2726524C2 - Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen

Info

Publication number: DE2726524C2
Application number: DE2726524A
Authority: DE
Inventors: Horst Dr.-Ing. 5120 Herzogenrath Hannemann; Ulrich Dr.-Ing. 5100 Aachen Regehr; Ludwig Ing.(Grad.) 5100 Aachen Speitkamp
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-06-11
Filing date: 1977-06-11
Publication date: 1984-04-12
Also published as: JPS5439271A; SE7806401L; DE2726524A1; ZA783254B; DD136107A5; SE424814B; BR7803734A; IT1096529B; ES244328U; ATA421478A; IT7824369A0; AT363063B; FR2393600A1; GB2000451B; US4175938A; JPS5514690B2; GB2000451A; ES244328Y

Description

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen oder feinkörnigen Feststoffen aus einem Gasstrom, — mit

strömungskanaldefinierenden Abscheiderplatten,

55

die mit einer Mehrzahl von quer zur Strömungsrichtung verlaufenden Wellenbergen und Wellentälern versehen sind um im Bereich der Wellenberge angeschlossene (aufgesetzte oder angeformte) Phasentrennkammern aufweisen, die mit einströmseitigen Einströmspalten versehen sind. — Die Ausdrücke Wellenberg und Wellental sind im Rahmen der Erfindung sehr allgemein gebraucht, sie umfassen sowohl sinusförmige als auch trapezförmige oder nur zickzackförmige Wellungen. Es liegt in der Natur der Sache, daß ein Wellenberg auf b5 einer Seite einer Abscheiderplatte auf der anderen Seite ein Wellental ist, und umgekehrt, woraus folgt, daß die Phasentrennkammern gleichsam »außen« angeordnet

Bei den bekannten gattungsgemäßen Vorrichtungen (DE-AS 22 51 173) sind die Amplitude, die Wellenbreite und die Phasentrennkammern der einzelnen Abscheiderplatten in Strömungsrichtung gleich, wobei zwei Wellenbreiten gleichsam eine kassische Wellenlänge definieren. Man erhält bei einer derartigen Vorrichtung für jede Auslegung einen von der Strömungsgeschwindigkeit abhängigen Druckverlust und zu jedem Druckverlust einen bestimmten Abscheidegrad. Der Abscheidegrad ist dabei nicht für das gesamte Spektrum der abzuscheidenden Flüssigkeitstropfen oder Feststoffe gleich und hat gleichsam eine obere Grenze. Bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten werden bereits abgeschiedene Flüssigkeitstropfen oder Feststoffe, die sich in den Phasentrennkammern befinden, aus diesen wieder herausgerissen oder herausgesaugt

Um diese abzuscheiden, sind bei der bekannten Ausführungsforni den Phasentrennkammern Auffangrinnen nachgeschaltet, die einen U-förmigen Querschnitt und mit diesem auch an den Wellenberg, der einer Phasentrennkammer in Strömungsrichtung folgt zur Strömung hin, ohne Ausbildung eines verengten Einströmspaltes, offen. Das bringt zwar eine beachtliche Erhöhung des Druckverlustes aber keine beachtliche Verbesserung der Abscheidung, also keine für die Abscheidung positive Verschiebung der oberen Grenze des Abscheidegrades.

Bei gattungsfremden Vorrichtungen zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen, bei denen die Phasentrennkammern fehlen, und bei denen in den wellenförmigen Strömungskanälen aufeinanderfolgende Richtungsänderungen mittlere Winkelwerte aufweisen, die in Strömungsrichtung im Abscheider größer werden, ist es bekannt (DE-OS 16 19 832), die Anordnung so zu treffen, daß die Wellentalbreite bzw. die Wellenbergbreite in Strömungsrichtung abnimmt. Man versucht auf diese Weise, die Druckverluste oder Energieverluste eines solchen Abscheiders zu reduzieren, der Einfluß dieser Maßnahme auf die Abscheidung bleibt jedoch offen. Die Gestaltung gattungsgemäßer Vorrichtungen ist durch diese bekannten Maßnahmen nicht beeinflußt worden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung ohne Erhöhung der Druckverluste die Abscheidung zu verbessern.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die aufeinanderfolgenden Wellenberge und Wellentäler jeder Abscheiderplatte eine in Strömungsrichtung abnehmende Amplitude aufweisen, wobei außerdem Wellentalbreite bzw. Wellenbergbreite in Strömungsrichtung abnimmt, und daß die Einströmspalte der Phasentrennkammern in Strömungsrichtung weisende und in die Phasentrennkammern eintauchende Flansche aufweisen die als Leitflansche und Rücklaufsperren gleichzeitig funktionieren. Nach bevorzugter Ausführungsform ist in Kombination zu den vorgenannten Merkmalen die Anordnung so getroffen, daß auch die quer zur Hauptströmungsrichtung gemessene Breite der Phasentrennkammern in Strömungsrichtung abnimmt. Im Rahmen der Erfindung liegt es. in Strömungsrichtung hinter der letzten Phasentrennkammer. im gegenüberliegenden Wellental, eine weitere Phasentrennkammer vorzusehen.

Die Auslegung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im einzelnen richtet sich nach den Gegebenheiten, den zu behandelnden Gasmengen, der Strömungsgeschwin-

digkeit und dem verlangten Abscheidegrad. Für die meisten Fälle der Praxis verwirklicht man die Lehre der Erfindung bei einer Vorrichtung, bei der die Abscheiderplatten mit einerseits zwei Wellenbergen und einem Wellental auf jeder Abscheiderplatte ausgerüstet sind und wobei die Auslegung im übrigen se getroffen ist, daß die Amplitude der Wellenberge bzw. Wellentälern und deren Breite in Strömungsrichtung um V₃ bis V₂ der Amplitude und Breite des ersten Wellenberges bzw. des ersten Wellentals abnehmen. Dabei kann das Volumen der Phasentrennkammern in Strömungsrichtung gleichzeitig auf V₂ bis' /4 reduziert werden.

Verwirklicht man die Lehre der Erfindung, so werden die von den Abscheiderplatten gebildeten Strömungskanäle in Strömungsrichtung breiter. Das reduziert die Druckverluste, aber auch die Strömungsgeschwindigkeit Überraschenderweise erfolgt nichtsdestoweniger eine intensive Abscheidung mit breitem Spektrum. Auch sehr feine Tropfen und sehr feinkörnige Stoffe gelangen in die Phasentrennkammern. Vermutlich w°gen der in Strömungsrichtung abnehmenden Strömungsgeschwindigkeit und der dadurch über Bernoulli geänderten Druckverhältnisse werden aus den Phasentrennkammern bereits abgeschiedene Flüssigkeitstropfen oder Feststoffe nicht mehr herausgerissen und zwar auch dann nicht, wenn man verhältnismäßig große Strömungsgeschwindigkeiten zuläßt

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt in schematischer Darstellung

F i g. 1 einen in Strömungsrichtung geführten Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen oder feinkörnigen Feststoffen aus einem Gasstrom,

Fig.2 eine einzelne Abscheiderplatte aus dem Gegenstand nach F i g. 1,

F i g. 3 entsprechend der F i g. 2 eine andere Ausführungsform einer Abscheiderplatte für eine erfindungsgemäße Vorrichtung.

Die anhand der Figuren erläuterte Vorrichtung dient zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen oder feinkörnigen Feststoffen aus einem Gasstrom. Die Vorrichtung besitzt strömungskanaldefinierende Abscheiderplatten 1. Diese sind ausgezeichnet durch eine Mehrzahl von quer zur Strömungsrichtung verlaufenden Wellenbergen 2 und Wellentälern 3, wobei im Bereich der Wellenberge 2 Phasentrennkammern 4 angeschlossen sind, die angeformt sind (F i g. 2) oder gesetzt sind (F i g. 3). Die Phasentrennkammern 4 bilden in bezug auf die Breite der Phasentrennkammern 4 verhältnismäßig enge Einströmspalte 5. Die Suömungsrichtung ist durch Pfeile 6 angedeutet

Insbesondere aus den Fig.2 und 3 entnimmt man, daß die aufeinanderfolgenden Wellenberge 2 und die aufeinanderfolgenden Wellentälern 3 jeder Abscheiderplatte 1 eine in Strömungsrichtung abnehmende Amplitude A aufweisen, wobei außerdem die Wellentalbreite B bzw. Wellenbergbreite B in Strömungsrichiung abnimmt Im übrigen ist die Anordnung so getroffen, daß die Einströmspalte 5 der Phasentrennkammer 4 in Hauptströmungsrichtung weisende und in die Phasentrennkammern 4 eintauchende Flansche 7 aufweisen, die gleichzeitig als Leitflansche und als Rücklaufsperre funktionieren. Auch die quer zur HauDtströmung gemessene Breite b der Phasentrennkammern 4 nimmt in Strömungsrichtung ab. Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung befindet sich in Strömungsrichtung hinter der letzten Phasentrennkammer 4 im gegenüberliegenden Wellental 3 eine weitere Phaser ■ rennkammer 8, so daß hier gleichsam eine Doppelkammer verwirklicht ist Das empfiehlt sich insbesondere dann wenn auch extrem feine Flüssigkeitstropfen bzw. Feststoffe abzuscheiden sind.

Die Ausführungsbeispiele zeigen diejenige Ausführungsform mit einerseits zwei Wellenbergen 2 und einem Wellental 3, andererseits zwei Wellentälern 3 und einem Wellenberg 2 an jeder Abscheiderplatte 1. Eine messend vergleichende Betrachtung der Verhältnisse in den F i g. 2 und 3 macht deutlich, daß die Amplitude A der Wellenberge 2 bzw. Wellentälern 3 und deren Breite B in Strömungsrichtung um V3 bis V₂ der Amplitude A bzw. Breite 5 des ersten Wellenberges 2 bzw. des ersten Wellentales 3 abnehmen. Das Volumen der Phasen-

3¹) trennkammern 4 reduziert sich in Strömungsrichtung auf V₂ bis ¹Z₄.

Im Rahmen der Erfindung liegt es, die Phasentrennkammern 4 innenseitig mit Aufrauhungen, Beflockungen, Rillen u.dgl. zu versehen, und zwar auf allen Wänden oder lediglich auf denjenigen Wänden, an die die als Leitflansche und Rücklaufsperre funktionierenden Flansche 7 angeschlossen sind und auf diesen Flanschen 7, innenseitig, selbst.
Aus den Figuren insgesamt entnimmt man, daß die Eintrittsspalte der Phasentrennkammern 4, die unter anderem durch die Flansche 7 gebildet sind, in Strömungsrichtung abnehmende Spaltbreite aufweisen. Das ist von besonderer Bedeutung. Das gilt aber auch für die Ablaufrinne 9, die bei der Ausführungsform nach

><> Fig.3 hinter der ersten Phasentrennkammer 7 angeordnet ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen oder feinkörnigen Feststoffen aus einem Gasstrom, — mit strömungskanaldefinierenden Abscheiderplatten, die mit einer Mehrzahl von quer zur Strömungsrichtung verlaufenden Wellenbergen und Wellentälern versehen sind und im Bereich der Wellenberge angeschlossene Phasentrennkammern aufweisen, die mit einströmseitigen Einströmspalten versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinanderfolgenden Wellenberge (2) und die Wellentäler (3) jeder Abscheiderplatte (1) eine in Strömungsrichtung abnehmende Amplitude (A) aufweisen, wobei außerdem die Wellentalbreite (B) bzw. die Wellenbergbreite (B) in Strömungsrichtung abnimmt, und daß die Einströmspalte (5) der Phasentrennkammern (4) in Hauptströmungsrichtung weisende und in die Phasentrennkammern (4) eintauchende Flansche (7) aufweisen, die gleichzeitig als Leitflansche und Rücklaufsperre funktionieren.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die quer zur Hauptströmungsrichtung gemessene Breite (b) der Phasentrennkammern'(4) in Strömungsrichtung abnimmt

3. Vorrichtung 'nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung hinter der letzten Phasentrennkammer (4), im gegenüberliegenden Wellental (3), eine weitere Phasentrennkammer (8) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, in der Ausführungsform mit einerseits zwei Wellenbergen und einem Wellental, andererseits zwei Wellentäler und einem Wellenberg auf jeder Abscheiderplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude (A) der Wellenberge (2) bzw. Wellentäler (3) und deren Breite (B)'m Strömungsrichtung um V3 bis V₂ der Amplitude (A) und Breite (B) des ersten Wellenberges (2) bzw. des ersten Wellentales (3) abnehmen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen der Phasentrennkammern (4) in Strömungsrichtung auf V₂ bis V4 abnimmt.

45