DE2431876B2 - Verfahren zum Abscheiden von Flüssigkeiten aus einem Gasstrom unter Einwirkung von Fliehkraft innerhalb einer Drallströmung und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abscheiden von Flüssigkeiten aus einem Gasstrom unter Einwirkung von Fliehkraft innerhalb einer Drallströmung und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Es sind Drallabscheider (z.B. US-PS 19 20 437) bekannt, bei welchen ein mit Flüssigkeitstropfen beladener Gasstrom längs gekrümmter Schaufeln umgelenkt wird, wodurch es durch Fliehkraftwirkung zu einer Trennung der spezifisch schwereren Flüssigkeit vom Gasstrom kommt. Diese Drallabscheider sind sehr empfindlich, sodaß es bei großer Tröpfchendichte zu einer Vermischung der abgeschiedenen Tröpfchen mit dem bereits gereinigten Gasstrom kommt. Aus diesem Grunde wurden weitere Einbauten vorgesehen, die dieses Verhalten etwas besserten, die jedoch einen Druckverlust des strömenden Gases bewirkten. Gemäß der DT-AS 20 56 388 wurde daher zur Trennung der Flüssigkeit vom Dampf im unteren Teil des Tröpfchenabscheiders ein Schaufelgitter vorgesehen, durch welches die Flüssigkeit vom strömenden Gasstrom abgedeckt wurde. Bei dieser Konstruktion wurde der Feinabscheider getrennt angeordnet, sodaß die zylindrische Begrenzung des Drallabscheiders vom Gasstrom weitestgehend getrennt wurde, sodaß sie der reinen Flüssigkeitsabfuhr dient. Durch diese Maßnahme wird eine Vergrößerung des Tröpfchenabscheiders notwendig, sodaß bei räumlicher Begrenzung diese Bauart nicht verwendet werden kann.
Die vorliegende Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, die Abscheidefähigkeit des Flüssigkeitsabscheiders zu verbessern und gleichzeitig dessen Volumen zu reduzieren.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß der flüssigkeitsbeladene Gasstrom innerhalb eines Querschnittsüberganges eines Strömungsabschnittes durch Trägheitskraft in einen zentralen flüssigkeitsreichen und einen ihn zumindest teilweise umgebenden flüssigkeitsarmen Teilstrom vorzerlegt wird, aus dem flüssigkeitsreichen Teilstrom die Flüssigkeit grob abgeschieden und der grob gereinigte Teilstrom zusammen mit dem flüssigkeitsarmen Teilstrom einer Feinreinigung durch die Drallströmung unterwürfen wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführt) rung des Verfahrens mit einem Fliehkraftabscheider mit einem Einlaßkanai, einem mit radial angeordneten, gekrümmten Schaufein versehenen Drallerzeuger, der von einem rotationssymmetrischen, mit einem Gasabzugsrohr versehenen Behälter umgeben ist, ist dadurch

J5 gekennzeichnet, daß im Einlaßkanal eine Querschnittsänderung vorgesehen ist und daß im Behälter ein Strömungsteiler angeordnet ist, durch den der zentrale flüssigkeitsreiche Teilstrom in eine hinter dem Strömungsteiler befindliche Falle abgelenkt wird. Weitere

4!) erfindungswesentliche Merkmale sind in den Unteransprüchen 3 bis 7 angegeben.

Die Erfindung ist in den Fig. 1 bis 3 beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Flüssigkeitsabscheider in mehrstufiger Bauweise im Aufriß,

F i g. 2 eine Einrichtung zum Trennen eines Gasstromes in einen flüssigkeitsarmen und einen flüssigkeitsreichen Teilstrom vor dem Eintritt in den Flüssigkeitsabscheider und

so F i g. 3 eine Konstruktionsvariante zu F i g. 2.

In Fig. 1 ist eine Flüssigkeitsabscheideeinrichtung für Gase dargestellt, die einen rotationssymmetrischen Behälter 20 mit Einlaßkanal 2, Strömungsteiler 12 und Gasabzugsrohr 22 umfaßt. Die Strömungsrichtung des Gases ist im wesentlichen entgegen der Richtung der Schwerkraft und durch die Linie 19 angedeutet. Das strömende feuchte Rohgas wird durch einen rechteckigen Einlaßkanal 2 herangeführt, an dem sich ein Querschnittsübergang 18 anschließt, in welchen eine in den Fig.2 und 3 beschriebene Trennung in einen flüssigkeitsreichen Teilstrom 15 und einen flüssigkeitsarmen Teilstrom 14 vollzieht. Der zentrale flüssigkeitsreiche Teilstrom 15 wird durch einen prismatischen Strömungsteiler 12 aus der lotrechten Linie abgelenkt, wobei die Flüssigkeitströpfchen infolge ihrer Trägheit in der ursprünglichen Richtung weiterströmen und so in möglichst konzentrierter Form in die Falle 5 eingebracht werden, von wo sie durch die Flüssigkeitsablei-

tungskanäle 11 in einen sumpfförmigen Wasserraum 10 außerhalb der Gasströmung abgeleitet werden. Infolge des Staudruckes dringt das Gas kaum in die Falle 5 ein und wird vielmehr seitlich von der Falle abgedrängt, wo es längs gekrümmter Schaufeln 7 strömt, sod a B der austretende Gasstrom einen Drall aufweist. Die Schaufeln 7 des Drallerzeugers sind hohl ausgebildet und tragen zumindest zum Teil in ihrem Inneren Flüssigkeitsableitungskanäle 11 für das in die Falle 5 eingetragen*! vom Gasstrom abgeschiedene Wasser. Die Schaufeln 7 bilden einen ersten Feinabscheider 6, der als Drallerzeuger ausgebildet ist. Die Schaufeln 7 reichen vom Strömungsgebiet 8 in ein strömungstotes Gebiet 9, insbesondere bis in den Wasserraum 10, sodaß das im Drallerzeuger abgeschiedene Wasser längs der Schaufeln 7 aus dem Strömungsgebiet abgeleitet wird. Durch die ständige Abfuhr der abgesetzten Flüssigkeitströpfchen in das strömungstote Gebiet 9 kann der sich bildende Flüssigkeitsfilm sich nicht verstärken und damit nicht vom Gasstrom abgelöst und mitgerissen werden. Die abgeschiedene Flüssigkeit wird im Wasserraum 10 geklärt und nach unten abgeführt, wobei sie in den meisten Fällen, z. B. in einem Naßwäscher, verwendet werden kann.

Bei größeren Flüssigkeitsabscheideeinrichtungen weist der Strömungsteiler 12 in einer oder mehreren untereinander parallelen Ebenen Umlenkbleche 24 mit Taschen 23 zur Ableitung abgeschiedener Flüssigkeit auf, sodaß das Gas bei seiner Umlenkung in mehrere Teilströme zerlegt wird und die an den Umlenkblechen 24 gesammelte Flüssigkeit abgeführt wird, wodurch eine Wiedervereinigung der abgeschiedenen Flüssigkeit mit dem Gasstrom vermieden wird. Der Strömungsteiler 12 ist als Falle 5 zur Flüssigkeitsgrobabscheidung ausgebildet und bewirkt im Drallerzeuger eine Umlenkung des vorgereinigten Rohgases nach unten, sodaß die Feinabscheidung an der Wandung des Behälters 20 günstig beeinflußi wird. Die Wandung des Behälters 20 wirkt somit als zweite Feinabscheiderstufe, die rotationssymmetrisch ausgebildet ist und in der die im Querschnittsübergang 18 getrennten Gasströme 14 und 15 vereinigt werden. Durch die Trennung des Gasstromes in einen flüssigkeitsreichen (15) und einen flüssigkeitsarmen (14) Teilstrom wird dem Grobwasserabscheider über den Schlitz 13 immer ein flüssigkeitsreiches Gemisch zugeführt, sodaß es zu keiner Überlastung des Drallabscheiders kommt und die abgeschiedenen Tröpfchen nicht durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit vom Gas mitgerissen werden. Dem Feinabscheider wird somit ein vorgereinigtes Gas zugeführt, sodaß hier von vornherein die Flüssigkeitszufuhr beschränkt wird. In vorteilhafter Weise lassen sich die einzelnen

lu Abscheiderstufen (Grob- und Feinabscheider) ineinander verschachtelt sodaß das Volumen der erfindungsgemäßen Abscheideeinrichtung kleiner als bei vergleichbaren bekannten Ausführungen gehalten werden kann. Der Querschnittsübergang, der praktisch bereits

is eine grobe Trennung des Wassers vom Gasstrom bewirkt, erfolgt ohne wesentliche Zusatzkosten und erlaubt somit eine kostensparende Konstruktion. Besondere Vorteile ergeben sich, wenn der Querschnittsübergang mit etwa flächengleichen Querschnitten erfolgt, sodaß sich die Widerstandszi.Ter im Strömungskanal kaum ändert und daher auch der Druckverlust im Ströinungskanal niedrig gehalten werden kann.

Fig.2 zeigt einen geradlinigen Strömungskanal i,

2^r> wie er z. B. zwischen einem Naßwäscher und einem Wasserabscheider verwendet werden kann, bei dem der Gasstrom durch einen rechteckigen Einlaßkanal 2 an einen Querschnittsübergang 18 herangeführt und durch einen Rundkanal 3 dem Abscheider zugeführt wird.

jo Infolge der Trägheit der Flüssigkeitströpfchen strömen dieselben längs der alten Strömungskanalform auch im neuen kreisförmigen Strömungskanal 3 weiter, sodaß eine Trennung in einen flüssigkeitsarmen Teilslrom 14 und einen flüssigkeitsreichen Teilstrom 15 erfolgt. Der

!■i flüssigkeitsarme Teilstrom hat dabei die Querschnittsform eines doppelten Kreissegmentes.

In Fig.3 ist ein ähnlicher Querschnittsübergang 18 wie in Fig. 2 zwischen zwei rechteckigen Strömungsquerschnitten 16 und 17 dargestellt, wobei sowohl die

ad flüssigkeitsarmen Teilströme 14 als auch der flüssigkeitsreiche Teilstrom 15 rechteckige Querschnitte aufweisen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Abscheiden von Flüssigkeiten aus einem Gasstrom unter Einwirkung von Fliehkraft innerhalb einer Drallströmung, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssigkeitsbeladene Gasstrom innerhalb eines Querschnittsüberganges eines Strömungsabschnittes durch Trägheitskraft in einen zentralen flüssigkeitsreichen und einen ihn zumindest teilweise umgebenden flüssigkeitsarmen Teilstrom vorzerlegt wird, aus dem flüssigkeitsreichen Teilstrom die Flüssigkeit grob abgeschieden und der grob gereinigte Teilstrom zusammen mit dem flüssigkeitsarmen Teilstrom einer Feinreinigumg durch die Drallströmung unterworfen wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Fliehkraftabscheider mit einem Einlaßkanal, einem mit radial angeordneten, gekrümmten Schaufeln versehenen Drallerzeuger, der von einem rotationssymmetrischen, mit einem Gasabzugsrohr versehenen Behälter umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Einlaßkanal (2) eine Querschnittsänderung vorgesehen ist und daß im Behälter (20) ein Strömungsteiler (12) angeordnet ist, durch den der zentrale, flüssigkeitsreiche Teilstrom (15) in eine hinter dem Strömungsteiler (12) befindliche Falle (5) abgelenkt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsänderung mit einem Übergang von einem rechteckigen zu einem kreisförmigen Querschnitt verbunden ist (F i g. 1 und 2)·

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß von der Falle (5) Flüssigkeitsableitungskanäle (U) ausgehen, die durch hohl ausgebildete Schaufeln (7) des Drallerzeugers hindurchgeführt sind.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Falle (5) um den Strömungsteiler (12) angeordnete Sichlitze (13) aufweist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsteiler (12) kegelförmig oder prismatisch ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsteiler (12) Umlenkbleche (24) aufweist, an welchen Taschen (23) zur Ablenkung von abgeschiedener Flüssigkeit angebracht sind.