Tropfenabscheider – Funktionsprinzip

Tropfenabscheider unterscheiden sich einerseits durch die Strömungsrichtung und andererseits durch ihren Abscheidegrad. Dementsprechend gibt es verschiedene Typen von Tropfenabscheidern.

Tropfenabscheidersysteme

Das Funktionsprinzip – vertikale oder horizontale Anströmung

Entsprechend der Strömungsrichtung wird unterschieden nach Abscheidern für horizontale oder vertikale Anströmung. Unter bestimmten Bedingungen werden Abscheider auch schräg angeströmt. Die Wahl der Anströmungsrichtung ist verfahrenstechnisch bzw. konstruktiv bedingt. Lechler bietet Ihnen für alle Einbausituationen eine geeignete Lösung.

Tropfenabscheider mit vertikaler Anströmung

Tropfenabscheider mit vertikaler Anströmung

Beim vertikal angeströmten Lamellenabscheider liegen die Abscheidelamellen horizontal oder unter einem geringen Winkel zur Horizontalen leicht geneigt. Die Flüssigkeit muss entgegen der Gasrichtung nach unten abtropfen und steht somit mit dem entgegenströmenden Gas in Wechselwirkung.

Ein vertikal angeströmtes Abscheideprofil muss so gestaltet sein, dass auf der Kamelle strömungsberuhigte Zonen zu finden sind, in denen sich primär abgeschiedene Flüssigkeit sammeln kann, ohne mit dem darüber befindlichen Gasstrom in Wechselwirkung zu treten. Diese Zonen dienen ferner zur sicheren Ableitung der Flüssigkeit von der Lamellenoberfläche.

Je nach Profilierung und Formgebung der Lamellen werden diese Aufgaben auf unterschiedliche Art und Weise gelöst. Da die Flüssigkeit entgegen der Gasströmung abtropft, muss der abfließende Flüssigkeitsfilm in Tropfen umgewandelt werden, welche deutlich größer sind als der Schwebetropfen des aufströmenden Gases. Tropfen kleiner als der Schwebetropfen werden erneut mitgerissen und belasten unnötig das System. Lechler bietet ihnen deshalb Tropfenabscheider für die vertikale Anströmung mit unterschiedlicher Flüssigkeitsabführung.

Tropfenabscheider mit horizontaler Anströmung

Tropfenabscheider mit horizontaler Anströmung

Horizontal angeströmte Lamellenabscheider nutzen zur Sekundärabscheidung andere konstruktive Gestaltungsmerkmale als Vertikal-Systeme. Beim horizontal angeströmten Lamellenabscheider stehen die Abscheidelamellen senkrecht zur Gasrichtung, so dass die Flüssigkeit infolge der Schwerkraft am Profil herunterläuft. Durch die Schaffung strömungsberuhigter Zonen vor, in und hinter den Phasentrennkammern wird bewirkt, dass der Flüssigkeitsfilm dort bevorzugt ohne erneuten Kontakt mit der Gasströmung ablaufen kann.

Der Umstand, dass die Schwerkraft das Ablaufen der Flüssigkeit unterstützt, führt zu Abscheidesystemen mit hoher Leistung. Je nach Bauweise sind Anströmgeschwindigkeiten bis zu 10 m/s erlaubt. Die strömungstechnisch günstigste Formgebung der Abscheidelamellen verursacht geringe Druckverluste. Abgestimmt auf die jeweiligen Prozessanforderungen können aus einer fein abgestuften Abscheiderpalette Lamellenprofile mit Einfach- oder Mehrfachumlenkungen ausgewählt werden.

Das Funktionsprinzip – Primär- und Sekundärabscheidung

Die Funktion von Lechler Lamellenabscheidern beruht auf dem physikalischen Grundgesetz der Massenträgheit. Der Abscheidegrad wird dabei wesentlich von zwei Vorgängen bestimmt: der Primärabscheidung sowie der Sekundärabscheidung.

Primärabscheidung

Ein mit Tropfenbeladener Gasstrom wird durch ein Strömungsgitter, bestehend aus gebogenen und profilierten Lamellen geführt. In der Umlenkung zwischen den Lamellen wirken auf die im Gasstrom mitgeführten Flüssigkeitstropfen Trägheitskräfte ein. Diese Kräfte bewirken, dass die Flugbahn der Tropfen von der ursprünglichen Gasströmung abweicht. Die Geometrie der Umlenkung, die Gas- und Flüssigkeitsparameter sowie die Größe und Ausgangslade der Tropfen bestimmen nun, ob ein Flüssigkeitstropfen die Umlenkung passiert, oder mit der Profilwand der Lamelle in Berührung kommt. Diejenigen Tropfen, die unter den gegebenen Bedingungen gerade noch zu 100% mit der Profilwand kommen und dort einen Flüssigkeitsfilm bilden, werden als Grenztropfen bezeichnet. Tropfen mit einem Durchmesser größer als der Grenztropfen gelten primär als zu 100% abgeschieden. Tropfen mit einem Durchmesser kleiner als der Grenztropfen werden zu einem geringen Teil primär abgeschieden. Dieser Teil ist als Fraktionsabscheidegrad berechenbar. Er kann zur Beurteilung der Abscheideleistung eines Systems herangezogen werden.

Sekundärabscheidung

Die Profilierung und Formgestaltung der Abscheidelamellen ist dafür verantwortlich, dass der Flüssigkeitsfilm, der sich auf der Profilwand infolge der Primärabscheidung bildet, vollkommen aus dem Gasstrom abgeleitet wird. Hierzu sind auf den Abscheidelamellen speziell geformte Phasentrennkammern aufgesetzt. Abscheidesysteme, welche auf niedrige Druckverluste optimiert sind, arbeiten mit Leitrillen anstatt mit aufgesetzten Phasenkammern.

Je nach Anwendung sind die Phasentrennkammern in Form und Größe unterschiedlich. Neben der Anzahl der Umlenkungen hat die Form der Phasentrennkammern einen großen Einfluss auf den Druckverlust des Abscheidersystems.

Beispielhafte Tropfenflugbahnen bei HorizontalabscheidernBeispielhafte Tropfenflugbahnen bei Horizontalabscheidern

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Lechler Tropfenabscheidersysteme

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Unterschiedliche Lechler Tropfenabscheidersysteme können untereinander kombiniert werden, je nach Anforderungen an Effizienz und Platzverhältnisse.

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