DE3537352C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus einem Gasstrom nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Es sind Flüssigkeitsabscheider bekannt, bei denen der mit Flüssigkeit gemischte Gasstrom an Umlenk­ elementen umgelenkt wird, woei sich an den Umlenk­ elementen Flüssigkeit sammelt, da sie durch ihre Trägheit der Richtungsänderung des Gasstromes nicht folgt. So wird in der DE-OS 23 31 060 eine Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitsnebel aus strömenden Gasen beschrieben, bei der in einem Gehäuse mindestens ein von zwei senkrechten Wänden mit senkrechten Fang­ rinnen begrenzten und horizontal von den Gasen durch­ strömter Spalt vorgesehen ist. Um einen hohen Ab­ scheidungsgrad zu erzielen, werden die Wände aus ebenen, parallel zur Strömungsrichtung verlaufenden Platten und in dem Spalt mindestens eine Wirbel­ kammer durch drei sich über die Hälfte der Spalt­ breite hinaus erstreckende, gegeneinander ver­ setzt angeordnete Fangrinnen gebildet.

Aus der CH-PS 3 08 255 ist eine Abscheidevorrichtung für fein verteilte Flüssigkeiten oder Feststoffe aus Gasen bekannt, bei der ebenfalls zur Erhöhung des Abscheideeffektes Leitorgane vorgesehen sind, die den durch die Vorrichtung hindurchgehenden Gasstrom in eine Vielzahl von Einzelströmen aufteilen und diesen eine Drallbewegung erteilen. Als Leitorgane dienen beispielsweise geschlitzte, koaxial ineinander angeordnete Einsatzzylinder oder mit Schlitzen versehene Platten. Derartige Flüssigkeitsabscheider weisen den Nachteil auf, daß die abgeschiedene Flüssigkeit dem Gasstrom weiter ausgesetzt bleibt. Die Strömungsgeschwindig­ keit des Gases und die Menge der abscheidbaren Flüssigkeit ist begrenzt, da bei zu großer Ge­ schwindigkeit oder zu großen Flüssigkeitsmengen die Gefahr besteht, daß die Flüssigkeit wieder mitgerissen wird und sich neue Tropfen bilden.

Auch aus der GB-PS 15 06 004 ist eine Abscheide­ vorrichtung für Flüssigkeits- oder Feststoff­ teilchen aus einem Gasstrom bekannt, deren besondere Merkmale ebenfalls der Erhöhung der Abscheide­ wirkung dienen sollen. Hier sind kegelstumpf­ förmige Leitelemente zur Führung des mit den abzuscheidenden Verunreinigungen versehenen Gas­ stroms vorzusehen, derart, daß das Gas beim Durch­ tritt durch diese Leitelemente bzw. Düsen kompri­ miert und beschleunigt wird, bevor es senkrecht auf eine Prallplatte auftrifft. Der Gasstrom und die aus diesem abgeschiedenen Flüssigkeits- bzw. Feststoffteilchen werden dann um die Prall­ platten herumgeführt. Die Trennung des Gases von der Flüssigkeit bzw. den Feststoffen erfolgt derart, daß sich am Boden der Vorrichtung unterhalb der Prallplatten ein Flüssigkeitssumpf bildet und die Flüssigkeit durch eine im Boden befindliche Öffnung abgezogen wird, während das Gas durch eine oberhalb des Sumpfes liegende Öffnung herausge­ führt wird. Auch bei dieser Abscheidevorrichtung ergeben sich die vorerwähnten Nachteile.

Aus der GB-PS 13 04 807 schließlich ist ein Radial­ tropfenabscheider bekannt, bei dem der flüssigkeits­ beladene Gasstrom durch den Raum zwischen der Innenwand eines zylinderförmigen Gehäuses und einem entsprechend gebogenen Leitblech hindurchgeführt wird, so daß er eine kreisförmige Bewegung erhält. Dieser Raum wird an einer Stelle verengt, so daß der Gasstrom beschleunigt wird und sich in diesem befindliche Flüssigkeitströpfchen infolge der Flieh­ kraft an der Gehäuseinnenwand absetzen. Danach wird dieser Raum wieder erweitert, wodurch der Gasstrom verlangsamt wird und dadurch nicht mehr in der Lage sein soll, die abgesetzten, zu einer Abflußöffnung wandernden Tropfen wieder abzureißen und erneut mitzunehmen. Der Gasstrom wird dann von außen an eine hohlzylindrische Filterpatrone heran- und durch diese hindurchgeführt, derart, daß die im Gas verbliebenen Flüssigkeitsteilchen im porösen Filtermaterial hängenbleiben und sich zu Tröpfchen zusammenballen, die dann aufgrund ihrer Schwerkraft auf der Außenseite der Filterpatrone austreten und herabfallen. Das von der Flüssig­ keit befreite Gas wird aus dem Inneren der Filterpatrone abgeführt. Das Erfordernis der nachfolgenden Filterung zeigt, daß die Abscheidung allein durch die Zentrifugalkraft ungenügend ist.

Übliche Radialtropfenabscheider ohne zusätzliche Filterung hingegen benötigen eine relativ große und strömungsungünstige Beruhigungszone, um zu verhindern, daß der Gasstrom den Film der abgeschiedenen Flüssigkeit auf- und wieder mitreißt. Daher haben diese Abscheider einen großen Platz­ bedarf und weisen hohe Druckdifferenzen auf.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssig­ keiten aus einem Gasstrom entsprechend dem Oberbegriff des Hauptanspruchs zu schaffen, die ohne zusätzliche Filterung einen hohen Abscheidewirkungsgrad und geringe Druckdifferenzen für den Gasstrom aufweist, wobei der benötigte Platzbedarf relativ gering sein soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs in Verbindung mit den Merkmalen des Ober­ begriffs gelöst.

Die Ausbildung der Prallwand mit Öffnungen und daran angesetzten Röhrchen, in denen jeweils eine Flüssigkeitssäule nach Art eines Siphons vorgesehen ist, erlaubt eine Druckent­ kopplung zwischen dem Inneren der Vorrichtung und außen, so daß der Abfluß der Flüssigkeit aufgrund von örtlichen Druckdifferenzen nicht behindert werden kann.

Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen möglich. Besonders vorteil­ haft ist, daß die Herstellung der drainierten Prallwand, die aus parallelen bzw. koaxialen, mit Röhrchen und Vertiefungen versehenen Wand­ elementen besteht, sehr einfach ist, da die beiden Wandelemente einschließlich Röhrchen und Vertiefungen in einem Arbeitsgang aus Folien gezogen werden können.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den schematischen Schnitt durch einen Prallflächen-Tropfen­ abscheider für vertikale Gasströmung,

Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch einen Radial-Tropfen­ abscheider mit drainierter Prallwand,

Fig. 3 die schematische Ansicht einer horizontal angeordneten Prall­ wand,

Fig. 4 einen Schnitt durch einen Teil einer horizontalen Prallwand und

Fig. 5 einen Schnitt durch eine senkrecht angeordnete Prallwand.

Der in Fig. 1 dargestellte Prallflächen-Tropfen­ abscheider 1 weist eine Vielzahl von Strömungs­ kanälen 2 auf, wobei die Umlenkung der Strömung mit Hilfe gekrümmter Prallflächen 3 erfolgt. Der mit Flüssigkeit beladene Gasstrom, der durch die Pfeile 4 angedeutet ist, gelangt nach der Umlenkung auf die drainierte Prallwand 5, die eine Vielzahl von Öffnungen 6 aufweist. Jede Prallwand 5 ist an einen Flüssigkeitsablauf 7 angeschlossen, wobei der Flüssigkeitsstrom durch den Pfeil 8 angedeutet ist. Die Flüssigkeit im Gasstrom setzt sich an der Prallwand ab, gelangt durch die Öffnung 6 in die Prallwand und wird durch den Abfluß 7 abgeführt. Das mit den Pfeilen 9 bezeichnete Reingas tritt oberhalb des Prallflächen-Tropfenabscheiders 1 für vertikale Gasströmung aus.

In Fig. 3 und 4 ist eine Prallwand in horizontaler Lage näher dargestellt und der Aufbau und die Funktionsweise dieser Prallwand soll im folgenden erläutert werden.

Die Prallwand 5 besteht aus zwei Wandelementen 10, 11, wobei das der Strömung zugewandte Wand­ element 10 eine Vielzahl von Öffnungen 6 auf­ weist. An die Öffnungen 6 sind Röhrchen 12 angesetzt, die jeweils in ein gefäßartiges Teil 13 hineinragen, die auf dem Wandelement 11 angeordnet sind. In dem dargestellten Beispiel ist das gefäßartige Teil 13 als Topf oder dergleichen ausgebildet und auf das untere Wandelement 11 aufgesetzt; in einem anderen Ausführungsbeispiel kann das untere Wandelement 11 auch Vertiefungen aufweisen, die zumindest einen Teil des gefäßartigen Teils bilden. Wie in Fig. 4 näher gezeigt, bilden die Röhrchen 12 mit dem gefäßartigen Teil 13 eine Art Siphon, wodurch der sich zwischen den Wandelementen 10, 11 be­ findende Druck und dem örtlich unterschiedlichen Druck auf der der Strömung zugewandten Seite des mit Öffnungen 6 versehenen Wandelementes 10 entkoppelt wird. Die Länge der Röhrchen 12 und der gefäßartigen Teile 13 beeinflußt die maximale Druckdifferenz zwischen dem Druck auf der Strömungs­ seite und dem Druck zwischen den Wandelementen 10, 11, wobei die Abmessungen derart gewählt werden müssen, daß der Abfluß der Flüssigkeit aus dem gefäßartigen Teil 13 nach außen nicht behindert wird und daß die Flüssigkeit nicht aus den Öffnungen 6 wieder herausgedrückt wird. Das untere Wandelement 11 dient in dem Ausführungs­ beispiel nach Fig. 4 als Auffangschale für die aus den gefäßartigen Teilen 13 herausgedrückte Flüssigkeit und zur Führung der gesammelten Flüssigkeit zu einem Abfluß. Dazu kann das Wandelement 11 zusätzliche Ausformungen enthalten, über die die Führung und Abtransport der Flüssig­ keit erfolgt. Entsprechend kann die der Gas­ strömung zugewandten Oberfläche des Wandelementes 10 in der Art ausgeformt sein, daß der sich bildende Flüssigkeitsfilm der Gasströmung folgend zu den Öffnungen 6 geleitet wird.

Fig. 5 zeigt eine Prallwand 5 für eine senkrechte Anordnung, wobei andere Druckverhältnisse als in Fig. 4 dargestellt sind. Sowohl die Röhrchen 12 als auch die gefäßartigen Teile 13 sind schräg geneigt ausgebildet, wobei die aus den gefäßartigen Teilen 13 austretende Flüssigkeit nach unten abfließt.

Die Herstellung der drainierten Prallwand 5 ist sehr einfach. Die beiden Wandelemente 10, 11 können einschließlich Röhrchen 12 und gefäßartigen Teilen 13 bzw. Vertiefungen in einem Arbeitsgang aus Folien gezogen werden. Dabei können zusätz­ liche Ausformungen oder Vertiefungen vorgesehen werden, die zur Abstandshaltung der beiden Wandelemente dienen. Die Wandelemente lassen sich einfach montieren und reinigen, da sie bis auf die Abstandshalter keine Verbindung miteinander haben. Durch Abschneiden der Röhrchen oder der gefäßartigen Teile 13 kann die Prallwand an die vorhandenen Druckverhältnisse angepaßt werden.

Fig. 2 zeigt einen Radial-Tropfenabscheider 20 mit drainierter Prallwand 21, die entsprechend den Ausführungen nach Fig. 3, 4, 5 ausgebildet ist, wobei die Wandelemente koaxial zueinander angeordnet sind. Durch die Leitschaufeln 22 wird der mit Flüssigkeit beladene Gasstrom 4 in Rotation versetzt, die Flüssigkeitspartikel setzen sich an der Prallwand 21 ab und werden entsprechend Fig. 5 durch die Öffnungen 6 sofort nach dem Auftreffen abgeleitet und von dem weiteren Gasstrom abgeschirmt.

In den Fig. 3 bis 5 wird der Siphon von den Röhrchen 12 und den gefäßartigen Teilen 13 bzw. Vertiefungen gebildet. In einem anderen nicht dargestellten Beispiel kann der zur Druckentkopplung dienende Siphon durch ein an die Öffnung angesetztes U-förmiges Röhrchen gebildet werden, wobei die Länge der Schenkel des U-förmigen Röhrchens an die jeweiligen Druckverhältnisse angepaßt sind. Die Flüssig­ keitspartikel gelangen durch die Öffnung in den einen Schenkel, so daß sich in den Schenkeln eine Flüssigkeitssäule bildet, wobei die Flüssig­ keit über den Auslaß des anderen Schenkels abge­ führt werden kann.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus einem Gasstrom, der gegen eine Abscheidefläche geleitet wird, an der eine Trennung der Tropfen aus dem Gasstrom erfolgt und die als drainierte Prallwand ausgebildet ist, die eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß an die Öffnungen (6) jeweils ein Röhrchen (12) angesetzt ist, in dem eine Flüssigkeitssäule nach Art eines Siphons zur Druckentkopplung vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jedes Röhrchen (12) in ein gefäßartiges Teil (13) eintaucht, wobei über die Länge des Röhrchens (12) und/oder des gefäßartigen Teiles (13) eine Anpassung an die vorhandenen Druckverhältnisse erfolgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die drainierte Prallwand (5, 21) aus zwei Wandelementen (10, 11) besteht, von denen das eine die Öffnungen (6) mit den angesetzten Röhrchen (12) und das andere die gefäßartigen Teile (13) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wandelemente (10, 11) mit den Röhrchen (12) und den gefäßartigen Teilen (13) in einem Arbeitsgang aus Folien ziehbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Wandelement (11) und/oder das Wandelement (10) Vertiefungen und/oder Erhebungen als Abstandshalter aufweisen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallwand (5, 21) zusätzliche Ausformungen zur Führung des abgeschiedenen Flüssigkeitsfilmes der Gasströmung folgend zu den Öffnungen (6) aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei vertikaler Prallwand (5, 21) die Röhrchen (12) und/oder die gefäßartigen Teile (13) schräg angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die an die Öffnungen (6) der Prallwand angesetzten Röhrchen U-förmig ausgebildet sind, wobei die Schenkel unter­ schiedlich lang sind und über ihre Länge eine Anpassung an die Druckverhältnisse erfolgt.