WO2012041665A1

WO2012041665A1 - Tropfenabscheider

Info

Publication number: WO2012041665A1
Application number: PCT/EP2011/065386
Authority: WO
Inventors: Ansor GÄBLER
Original assignee: Sulzer Chemtech AG
Current assignee: Sulzer Chemtech AG
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2011-09-06
Publication date: 2012-04-05
Anticipated expiration: 2013-03-30
Also published as: CN103228331B; AU2011310834A1; AU2011310834B2; CN103228331A; US9132370B2; MX2013001504A; BR112013007667A2; RU2568479C2; RU2013120040A; US20140007770A1; EP2621605A1; CA2813100A1; MX337339B

Abstract

Ein Tropfenabscheider (10) umfasst einen Strömungskanal (5), durch welchen ein tröpfchenbeladenes Gas hindurch leitbar ist und entlang einer Hauptströmungsrichtung (6) von diesem tröpfchenbeladenen Gas durchströmbar ist, wobei ein Abscheideelement (8) im wesentlichen ringförmig um den Strömungskanal (5) angeordnet ist, welches von einer vom Strömungskanal (5) weggerichteten Ringströmung durchströmbar ist. Das Abscheideelement (8) weist ein Bodenelement (11) und ein Deckenelement (12) sowie eine Mehrzahl von Verbindungselementen (1) auf, welche zwischen dem Bodenelement (11) und dem Deckenelement (12) derart angeordnet sind, dass das Bodenelement (11) und das Deckenelement (12) in einem Abstand zueinander angeordnet sind, welcher durch die Verbindungselemente (1) festgelegt ist. Das Verbindungselement (1) umfasst ein Wandelement (3, 13, 30), entlang dessen Tröpfchen des tröpfchenbeladenen Gases in Richtung der Bodenelements (11) als Film leitbar sind, wobei das Wandelement (3, 13, 30) eine Abscheideoberfläche aufweist, welche eine mittlere Breite von mehr als 1 mm aufweist. Das Abscheideelement (8) enthält ein Ringelement (17), welches im wesentlichen ringförmig um den Strömungskanal (5) angeordnet ist und eine innere Mantelfläche aufweist, die im wesentlichen den Durchmesser des Strömungskanals (5) hat und Durchtrittsöffnungen für den Eintritt des tröpfchenbeladenen Gases in das Ringelement vorgesehen sind.

Description

Tropfenabscheider

Die Erfindung betrifft einen Tropfenabscheider zur Abscheidung von

Tröpfchen aus einem tröpfchenbeladenen Gas.

Ein Tropfenabscheider gemäss EP 1 930 059 A1 umfasst einen

Strömungskanal, durch welchen ein tröpfchenbeladenes Gas hindurch leitbar ist und entlang einer Hauptströmungsrichtung von diesem

tröpfchenbeladenen Gas durchströmbar ist. Ein Abscheideelement ist im wesentlichen ringförmig um den Strömungskanal angeordnet und hat eine innere Mantelfläche, die im wesentlichen den Durchmesser des

Strömungskanals aufweist, und Öffnungen für den Eintritt des

tröpfchenbeladenen Gases in das Abscheideelement. Das Abscheideelement erstreckt sich zumindest über einen Teil der Länge des Strömungskanals. Es umfasst eine gitterartige Struktur. Ein wirbelerzeugender Apparateteil ist mit einer Leitfläche im Strömungskanal angeordnet, mittels welchem das tröpfchenbeladene Gas in eine Rotationsbewegung gebracht und Tröpfchen durch Zentrifugalkraft in Richtung des Abscheideelements geleitet werden. Durch die Leitfläche ist zumindest ein Teil des tröpfchenbeladenen Gases von der Hauptströmungsrichtung in Richtung der Öffnungen umlenkbar.

Aus dem Stand der Technik ist des weiteren aus GB 1 557 307 ein

dreistufiger kolonnenförmiger Tropfenabscheider bekannt. In der ersten Stufe wird eine Mischung aus einer Flüssigkeit und einem Gas eingeleitet, durch Umlenkelemente in eine Tangentialstromung versetzt, um grössere Tropfen in der ersten Stufe an der Wand des Gehäuses des Tropfenabscheiders abzuscheiden. Im Sumpf des kolonnenförmigen Tropfenabscheiders befindet sich ein Sammelbecken für die vom Gas abgetrennte Flüssigkeit. Die erste, unterste Stufe ist von der zweiten, mittleren Stufe durch eine horizontale Querwand getrennt, in welche ein Rohr eingelassen ist, welches für das tröpfchenbeladene Gas eine Verbindung in die zweite Stufe und auch in die dritte Stufe bildet. In der zweiten Stufe enthält das Rohr eine Öffnung, durch welche das tröpfchenbeladene Gas in die Kammer der zweiten Stufe eintritt. In der zweiten Stufe erfolgt eine Abscheidung von Flüssigkeit an der

Rohrinnenwand und in dem durch die Öffnung geleiteten Gasstrom, der in der Kammer der zweiten Stufe in eine Tangentialströmung versetzt werden kann und über eine Bypassleitung in die dritte, oberste Stufe geleitet wird. Die oberste Stufe enthält zwei Tropfenabscheider, die übereinander angeordnet sind. In den unteren der beiden Tropfenabscheider tritt das Gas aus dem Rohr ein.

Der Tropfenabscheider besteht aus parallelen, kreisförmigen Platten. Diese Platten sind in einer parallelen, koaxialen Lage gelagert. In diese Platten werden über einen ringförmigen Raum Löcher gebohrt. In diese Löcher werden eine Mehrzahl von Stäben eingeführt, welche verschiedene

Querschnitte aufweisen und als Hindernisse ausgebildet sind. Die Stäbe können als Winkelelemente, Streifen oder Zylinder ausgebildet sein. Das Gas strömt entlang der Platten nach aussen und passiert die Winkelelemente. An den Winkelelementen bleibt die Flüssigkeit zurück und bildet einen Film auf deren Oberfläche. Diese Flüssigkeit fliesst durch die Löcher ab. Wenn wie in der GB 1 557 307 nur eine Bodenplatte und eine Abdeckung vorgesehen ist und das Gas nach oben abströmt, wird nicht der gesamte Tropfenabscheider gleichmässig durchströmt. Um eine gleichmässige

Durchströmung zu erreichen, müssten eine Mehrzahl von horizontalen Zwischen platten vorgesehen werden. Auf diesen Zwischenplatten sammelt sich die Flüssigkeit und strömt durch die Löcher in den Zwischen platten ab. Hierbei wird sie aber durch den unterhalb der Zwischen platte fliessenden Gasstrom wieder mitgerissen, sodass zumindest ein zweiter

Tropfenabscheider nachgeschaltet werden muss. Dementsprechend sind in dem Tropfenabscheider der GB 1 557 307 zwei Tropfenabscheider gleicher Bauart in der dritten Stufe übereinander geschaltet. Aufgabe der Erfindung ist es, einen Tropfenabscheider zu schaffen, mittels welchem eine verbesserte Abscheidung insbesondere kleiner Tröpfchen erzielbar ist.

Der erfindungsgemässe Tropfenabscheider umfasst einen Strömungskanal, durch welchen ein tröpfchenbeladenes Gas hindurch leitbar ist und entlang einer Hauptströmungsrichtung von diesem tröpfchenbeladenen Gas durchströmbar ist, wobei ein Abscheideelement im wesentlichen ringförmig um den Strömungskanal angeordnet ist, welches von einer vom

Strömungskanal weggerichteten Ringströmung durchströmbar ist, wobei das Abscheideelement ein Bodenelement und ein Deckenelement sowie eines oder eine Mehrzahl von Verbindungselementen aufweist, welche zwischen dem Bodenelement und dem Deckenelement derart angeordnet sind, dass das Bodenelement und das Deckenelement in einem Abstand zueinander angeordnet sind, welcher durch die Verbindungselemente festgelegt ist. Das Verbindungselement umfasst ein Wandelement, entlang dessen Tropfen des tröpfchenbeladenen Gases in Richtung des Bodenelements als Film leitbar sind, wobei das Wandelement eine mittlere Breite von mehr als 1 mm aufweist. Um die Filmausbildung zu begünstigen, kann die mittlere Breite mehr als 2 mm betragen. Für Flüssigkeiten, die eine grössere Oberfläche zur Ausbildung eines Films benötigen, kann eine mittlere Breite von mehr als 3 mm vorgesehen sein. Zur Verbesserung der Abscheidung kleiner Tröpfchen enthält der Tropfenabscheider ein Abscheideelement, welches ein

Ringelement enthält. Das Ringelement ist im wesentlichen ringförmig um den Strömungskanal angeordnet und weist eine innere Mantelfläche auf, die im wesentlichen den Durchmesser des Strömungskanals hat. Des weiteren sind Durchtrittsöffnungen für den Eintritt des tröpfchenbeladenen Gases in das Ringelement vorgesehen. Dieses Ringelement weist eine gitterartige Struktur auf, die den Strömungskanal als ringförmiges Element umgibt. Die gitterartige Struktur ist für das tröpfchenbeladene Gas durchlässig. Die kleinsten

Tröpfchen werden auf der gitterartigen Struktur angelagert und koaleszieren zu grösseren Tropfen. Diese Tropfen werden bereits in der gitterartigen Struktur abgeschieden oder können mit dem Gasstrom wieder mitgerissen werden, um auf der Abscheideoberfläche der stromabwärts angeordneten Verbindungselemente abgeschieden zu werden. Daher gelingt es mit dieser besonders vorteilhaften Ausführungsform, eine fast vollständige Abscheidung von Tröpfchen aus einem Gas mit einer breiten

Tropfengrössenverteilung zu erreichen. Das Ringelement kann eine erste und eine zweite Lage umfassen, wobei die erste Lage benachbart zur zweiten Lage angeordnet ist. Eine der ersten oder zweiten Lagen kann eine gewellte Struktur aufweisen, die jeweils andere Lage weist dementsprechend keine gleichartige gewellte Struktur auf. Ein derartiges Verbindungselement kann auch aus einem einzigen

zusammenhängenden Profil gebildet sein.

Die Hauptströmungsrichtung ist parallel zur Mittenachse des

Strömungskanals ausgerichtet. Wenn die Wandelemente parallel zu dieser Mittenachse angeordnet sind, ist die Hauptströmungsrichtung parallel zu dem Wandelement und verläuft in Richtung von dem Bodenelement zum

Deckenelement. Diese Hauptströmungsrichtung entspricht in der Regel nicht den lokal in der Umgebung des Wandelements vorliegenden

Strömungsverhältnissen. Insbesondere kann das Bodenelement und das Deckenelement eine Abdeckung ausbilden, sodass das Bodenelement und Deckenelement nicht von dem tröpfchenbeladenen Gas durchströmt werden.

Die Breite des Wandelements wird in einer Normalebene auf die

Hauptströmungsrichtung bestimmt. Da die Breite des Wandelements entlang dessen Länge, also der Abmessung zwischen Bodenelement und

Deckenelement, veränderlich sein kann, wird in diesem Fall eine mittlere Breite definiert. Diese mittlere Breite ist definiert als der arithmetische

Mittelwert aller Breiten, welche das Wandelement über seine Länge annimmt.

In der Folge wird angenommen, dass das tröpfchenbeladene Gas das Wandelement im wesentlichen radial anströmt. Das heisst, die

Strömungsrichtung ist in Bezug auf die Hauptströmungsrichtung um einen Winkel von 85° bis 95°, bevorzugt um die 90° versetzt und in bezug auf den Strömungskanal radial nach aussen gerichtet. Diese Strömung soll als

Radialströmung bezeichnet werden. Das heisst, die Radialströmung verläuft im wesentlichen sternförmig ausgehend von der Mittenachse des

Strömungskanals. Die Strahlen dieser sternförmigen Radialströmung treffen auf die Abscheideoberfläche des Wandelements auf, daher liegt die

Abscheideoberfläche des Wandelements auf der Luvseite desselben.

Die Breite des Wandelements ist definiert als die Schnittlinie, welche sich bei einem Schnitt einer Normalebene auf die Hauptströmungsrichtung mit dem Wandelement auf dessen Luvseite ergibt. Zur Ermittlung einer mittleren Breite werden zumindest 2 solcher

Normalebenen pro cm Länge des Wandelements in äquidistantem Abstand zueinander zwischen Bodenelement und Deckenelement vorgesehen. Die Länge der Schnittlinie wird für jede der Normalebenen bestimmt und der arithmetische Mittelwert gebildet. Dieser arithmetische Mittelwert ergibt die mittlere Breite des Wandelements.

Zwischen je zwei benachbarten Wandelementen befindet sich eine Öffnung für das tröpfchenbeladene Gas. Wandelemente sind benachbart, wenn ihre Längsachsen auf einem gemeinsamen Kreis angeordnet sind. Die

Längsachse eines Wandelements geht durch die Mittelpunkte der Schnittlinie. Die Summe aller Öffnungen bezogen auf den Kreisumfang ergibt einen Lückengrad, der von 20% bis 80% betragen kann.

Vorteilhafterweise ist die mittlere Breite des Wandelements kleiner als der Innendurchmesser (S) des Strömungskanals.

Die Bodenelemente und Deckenelemente müssen nicht unmittelbar an die Abscheideoberfläche des Verbindungselements anschliessen. Das

Verbindungselement umfasst nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Rohrwandelement entlang dessen Tropfen des tröpfchenbeladenen Gases in Richtung der Bodenplatte leitbar sind. Das Rohrwandelement hat einen maximalen Durchmesser (D), der kleiner als der Innendurchmesser (S) des Strömungskanals ist.

Insbesondere weist das Verbindungselement eine Längsachse auf, welche im wesentlichen normal zum Bodenelement und zum Deckenelement

ausgerichtet ist. Die Längsachse kann aber auch um einen Winkel zum

Boden- und/oder Deckenelement geneigt sein, wobei der Winkel bis zu 60°, vorzugsweise bis zu 45°, besonders bevorzugt bis zu 30° zur Normalen auf das Bodenelement beträgt.

Eine Mehrzahl von Verbindungselementen kann vorgesehen sein, wobei jedes der Verbindungselemente ein Wandelement aufweist, welches die Abscheideoberfläche enthält.

Insbesondere kann das Wandelement als Rohrwandelement ausgebildet sein. Die Rohrwandelemente sind vorteilhafterweise derart zwischen den

Bodenelementen und Deckenelementen angeordnet, dass ihre Längsachsen auf einer geschlossenen Kurve liegen, welche um den Strömungskanal herum verläuft. Die Rohrwandelemente bilden mindestens eine Reihe aus, wobei die Rohrwandelemente einer Reihe um den Strömungskanal herum angeordnet sind, auf welcher je zwei benachbarte Verbindungselemente im wesentlichen äquidistant angeordnet sind. Jedes dieser Rohrwandelemente weist eine Längsachse auf. Verbindet man die Schnittpunkte der Längsachsen einer Reihe mit einer durch die gasseitige Oberfläche des Bodenelements oder des Deckenelements gelegte Ebene, ergibt sich eine Kurve, die um den

Strömungskanal herum verläuft, also eine geschlossene Kurve ausbildet. Eine geschlossene Kurve ist somit ein ringförmig verlaufender Streckenzug ohne Anfangspunkt oder Endpunkt.

Insbesondere können in einem Tropfenabscheider nach einem der

vorhergehenden Ausführungsbeispiele eine Mehrzahl von

Verbindungselementen derart zwischen Bodenelement und Deckenelement angeordnet sein, dass ihre Längsachsen auf einem Kreis angeordnet sind. Die Längsachsen der Verbindungselemente bilden zumindest einen ersten und einen zweiten Kreis um den Strömungskanal aus, wobei der erste Kreis konzentrisch zum zweiten Kreis angeordnet ist. Eine besonders vorteilhafte Anordnung zur Abscheidung ergibt sich somit, wenn die

Verbindungselemente in Strömungsrichtung der Ringströmung in mehreren Reihen hintereinander angeordnet sind. Dies ermöglicht insbesondere die verbesserte Abscheidung eines breiteren Tropfenspektrums. Die

Längsachsen der Verbindungselemente des ersten Kreises können in

Umfangsrichtung zumindest teilweise versetzt zu den Längsachsen der Verbindungselemente des zweiten Kreises angeordnet sein. Hierdurch kann die Gasströmung an den Rohrwandelementen abgelenkt werden. Zumindest ein Teil der Tröpfchen kann dieser Ablenkung nicht folgen, sodass sich die Tröpfchen auf der Abscheideoberfläche der Rohrwandelemente anlagern und somit aus dem Gasstrom abgeschieden werden.

Die Längsachsen von je zwei benachbarten Verbindungselementen können in einem Abstand (A) zueinander angeordnet sein, der grösser als der

Durchmesser (D) des Rohrwandelements ist.

Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel liegt der Durchmesser (D) des Rohrwandelements im Bereich von 2 bis 20 mm, bevorzugt 5 bis 15 mm. Wenn das Rohrwandelement nicht zylindrisch ist, soll der Durchmesser als der Durchmesser eines zylindrischen Rohrwandelements mit gleicher

Mantelfläche bestimmt sein.

Vorzugsweise bilden die Breite und die Höhe des Verbindungselements eine Abscheideoberfläche aus, die zumindest einen ebenen Abschnitt aufweist.

Insbesondere kann die Abscheideoberfläche zumindest einen Kanal und/oder eine Öffnung zur Ableitung von Flüssigkeit enthalten, sodass die Flüssigkeit abgeschirmt von der Gasströmung den Tropfenabscheider verlassen kann. Der Kanal kann insbesondere als ein Röhrchen ausgebildet sein, welches zur Ableitung der Flüssigkeit an der Aussenseite des Bodenelements angeordnet ist. Nach einem alternativen Ausführungsbeispiel weist die Abscheideoberfläche zumindest einen gekrümmten Abschnitt auf. Der gekrümmte Abschnitt kann als Rohrwandelement ausgebildet sein. Das Rohrwandelement kann ein erstes Rohrwandelement umfassen, welches einen ersten Durchmesser (D1 ) aufweist sowie ein zweites Rohrwandelement, welches einen zweiten

Durchmesser (D2) aufweist. Der erste Durchmesser (D1 ) des ersten

Rohrwandelements (3) kann sich vom zweiten Durchmesser (D2) des zweiten Rohrwandelements (13) unterscheiden.

Der Durchmesser (D) eines ersten Rohrwandelements kann sich von dem Durchmesser eines zweiten Rohrwandelementes unterscheiden. Hierdurch kann der Grad der Ablenkung der Gasströmung verändert werden, was insbesondere von Vorteil ist, wenn tröpfchenbeladene Gase mit einer breiten Tropfengrössenverteilung eingesetzt werden.

Das Rohrwandelement kann nach einem weiteren Ausführungsbeispiel eine gasdurchlässige Struktur enthalten. Die gasdurchlässige Struktur kann beispielsweise eine Perforierung, eine filzartige Struktur, einen porösen Körper, ein Gewebe oder ein Gestrick umfassen. Die gasdurchlässige Struktur ist aber immer derart ausgebildet, dass ein ungestörtes Abfliessen der abgeschiedenen Flüssigkeit möglich ist. Insbesondere dient die gasdurchlässige Struktur der Bildung und Aufrechterhaltung eines

Flüssigkeitsfilms.

Die Abscheideoberfläche des Rohrwandelements ist vorteilhafterweise derart beschaffen, dass eine Benetzung der Abscheideoberfläche mit Flüssigkeit gefördert wird. Das Verbindungselement kann ein Fusselement und/oder ein Kopfelement enthalten, mittels welchem das Verbindungselement auf dem Bodenelement und/oder der Deckenelement befestigbar ist.

Nach einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist die

Abscheideoberfläche fluidundurchlässig. Insbesondere bildet sich ein Flüssigkeitsfilm auf der Abscheideoberfläche aus, welcher entlang der

Abscheideoberfläche in Richtung des Bodenelements fliesst.

Auf dem Bodenelement kann ein Sammelelement für die auf der

Abscheideoberfläche abgeschiedene Flüssigkeit vorgesehen sein. Vorteilhafterweise weisen die Verbindungselemente eine

Abscheideoberfläche auf, die fluidundurchlässig ist. Das heisst, die

Abscheideoberfläche soll insbesondere für die abgeschiedene Flüssigkeit undurchlässig sein, sodass sich auf der Abscheideoberfläche ein

geschlossener Flüssigkeitsfilm ausbildet. Nach einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel hat die Abscheideoberfläche keine Durchbrüche oder Perforationen.

Der Tropfenabscheider kann auch eine Mehrzahl von übereinander

angeordneten Abscheideelementen enthalten.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das Abscheideelement als einstückiges Bauteil ausgestaltet sein. Dies ermöglicht die Herstellung des Abscheideelements in einem Gussverfahren, insbesondere einem

Spritzgussverfahren.

Ein Tropfenabscheider nach einem der vorhergehenden

Ausführungsbeispiele kann insbesondere zur Abscheidung von Kondensat aus Erdgas verwendet werden. Dieses Kondensat kann kondensierte

Fraktionen aus dem Erdgas, das heisst, insbesondere längerkettige

Kohlenwasserstoffe enthalten.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemässen Tropfenabscheider gemäss eines ersten Ausführungsbeispiels, Fig. 2a eine Draufsicht auf ein Element einer gitterartigen Struktur nach dem Stand der Technik

Fig. 2b eine Seitenansicht auf ein Element einer gitterartigen Struktur nach dem Stand der Technik. Fig. 2c eine Draufsicht auf ein Verbindungselement gemäss Fig. 1

Fig. 2d eine Seitenansicht auf ein Verbindungselement gemäss Fig. 1

Fig. 3 den Aufbau eines Tropfenabscheiders mit Wandelementen gemäss Fig. 2c und Fig. 2d

Fig. 4 den Aufbau eines Tropfenabscheiders nach einem zweiten

Ausführungsbeispiel

Fig. 5a ein Detail eines Verbindungselements nach einem der in Fig. 1

3 oder 4 dargestellten Ausführungsbeispiele

Fig. 5b eine Variante eines Verbindungselements

Fig. 6 einen Vergleich der Güte der Abscheidung eines

Tropfenabscheiders in einer vorbekannten Ausführung mit erfindungsgemässen Tropfenabscheidern gemäss Fig. 1

Fig. 7a der Aufbau eines Tropfenabscheiders nach einem dritten

Ausführungsbeispiel.

Fig. 7b eine Draufschicht auf den Tropfenabscheider nach Fig. 7a Fig. 8 ein Tropfenabscheider enthaltend verschiedene Varianten von

Verbindungselementen Fig. 9a eine Draufsicht auf eine erste Variante von

Verbindungselementen für den Tropfenabscheider nach Fig. 8

Fig. 9b eine Seitenansicht der ersten Variante von

Verbindungselementen für den Tropfenabscheider nach Fig. 8 Fig. 9c eine Draufsicht auf eine zweite Variante von

Verbindungselementen für den Tropfenabscheider nach Fig. 8

Fig. 9d eine Seitenansicht der zweiten Variante von

Verbindungselementen für den Tropfenabscheider nach Fig. 8

Fig. 9e eine Draufsicht auf eine dritte Variante von

Verbindungselementen für den Tropfenabscheider nach Fig. 8

Fig. 9f eine Seitenansicht der dritten Variante von

Verbindungselementen für den Tropfenabscheider nach Fig. 8

Fig. 9g eine Draufsicht auf eine vierte Variante von

Verbindungselementen für den Tropfenabscheider nach Fig. 8 Fig. 9h eine Seitenansicht der vierten Variante von

Verbindungselementen für den Tropfenabscheider nach Fig. 8

Fig. 9i eine Draufsicht auf eine fünfte Variante von

Verbindungselementen für den Tropfenabscheider nach Fig. 8

Fig. 9j eine Seitenansicht der fünften Variante von

Verbindungselementen für den Tropfenabscheider nach Fig. 8

Fig. 10 eine Anordnung zur Abscheidung eines tröpfchenbeladenen

Gases, welche eine Mehrzahl von Tropfenabscheidern gemäss der Erfindung enthält Fig. 1 zeigt einen Tropfenabscheider 10 umfassend einen Strömungskanal 5, durch welchen ein tröpfchenbeladenes Gas entlang einer

Hauptströmungsrichtung 6 hindurch geleitet wird. Die

Hauptströmungsrichtung im Strömungskanal 5 kann parallel zur Längsachse 4 des Strömungskanals 5 sein. Die Längsachse 4 des Strömungskanals 5 erstreckt sich in Richtung der z-Achse des in der unteren linken Ecke der Fig.

I befindlichen Koordinatensystems.

Das Abscheideelement 8 ist im wesentlichen ringförmig um den

Strömungskanal 5 angeordnet. Das Abscheideelement 8 weist ein

Bodenelement, hier als eine Bodenplatte 1 1 ausgestaltet, und ein

Deckenelement, hier als eine Deckplatte 12 ausgestaltet, sowie eine

Mehrzahl von Verbindungselementen 1 auf, welche zwischen der Bodenplatte

I I und der Deckplatte 12 angeordnet sind. Die Bodenplatte 1 1 und die Deckplatte 12 sind in einem Abstand zueinander angeordnet, welcher durch die Verbindungselemente 1 festgelegt ist.

Die Bodenplatte 1 1 und/oder die Deckplatte 12 weisen eine Öffnung auf, die dem Durchmesser des Strömungskanals 5 entspricht. In Fig. 1 ist nur die Öffnung 36 in der Deckplatte 12 sichtbar. Wenn an einer der Boden- oder Deckplatten keine Öffnung vorgesehen ist, wird das axial durch den

Strömungskanal 5 zugeführte tröpfchenbeladene Gas radial in Richtung des Abscheideelements 8 umgelenkt. Die Radialströmung durch das

Abscheideelement erfolgt somit radial vom Strömungskanal 5 in Richtung der äusseren Mantelfläche, die zwischen den Aussenkanten der Bodenplatte 1 1 und der Deckplatte 12 aufgespannt ist. Ein wirbelerzeugender Apparateteil, wie in EP 1 930 059 A1 beschrieben, kann vorgesehen sein, mittels welchem das tröpfchenbeladene Gas in Richtung eines Abscheideelements 8 geleitet wird. Dies ist an einem

Ausführungsbeispiel in Fig. 10 gezeigt. Mittels des wirbelerzeugenden Apparateteils wird der Strömung des tröpfchenbeladenen Gases eine

Richtungsänderung aufgezwungen, sodass der Strömung bereits eine Radialkomponente der Geschwindigkeit aufgeprägt wird. Durch diese

Radialkomponente wird das tröpfchenbeladene Gas in Richtung des

Abscheideelements 8 umgeleitet und tritt dann in im wesentlichen radialer Richtung aus dem Abscheideelement 8 aus. Der wirbelerzeugende

Apparateteil kann vorteilhafterweise zur Vorabscheidung eingesetzt werden, das heisst, ein Teil der Tröpfchen wird bereits abgeschieden, bevor er in den Strömungskanal 5 eintritt.

Fig. 1 zeigt weiterhin ein Ringelement 17, welches zwischen dem

Strömungskanal 5 und den Verbindungselementen 1 angeordnet ist. Das Ringelement 17 ist hier gemäss EP 1 930 059 A1 ausgestaltet und wird in der Folge noch genauer beschrieben.

Das Verbindungselement 1 hat eine Längsachse 24, die im wesentlichen normal zur Bodenplatte 1 1 und zur Deckplatte 12 ausgerichtet ist. Das Verbindungselement 1 ist in der Bodenplatte 1 1 mittels eines nicht sichtbaren Fusselements gehalten und ist in der Deckplatte 12 mittels eines

Kopfelements 15 gehalten. Als Halteverbindung kann beispielsweise eine Schnappverbindung oder eine Schraubverbindung vorgesehen sein.

Der Aussendurchmesser eines Abscheideelements 8 liegt zumeist unter 400 mm. Der Durchmesser (D) des Rohrwandelements beträgt vorzugsweise 2 bis 20 mm, insbesondere 5 bis 15 mm. Die Durchmesser von

Rohrwandelementen, welche auf derselben Bodenplatte angebracht sind, können variieren. Die Verbindungselemente 2 sind vorzugsweise derart angeordnet, dass ihre Längsachsen 24 auf einem Kreis liegen, dessen Mittelpunkt auf der Längsachse 4 liegt. Die Längsachsen 24 von in einem Kreis benachbarter Verbindungselemente weisen einen Abstand A

voneinander auf. Die Summe der Abstände (A) entlang eines derartigen Kreises ist grösser als die Summe der Durchmesser der

Verbindungselemente, sodass eine Lücke zwischen den Rohrwandelementen 3 bestehen bleibt, durch welche das tröpfchenbeladene Gas strömen kann. Die Radialabstände von benachbarten Reihen sind ebenfalls derart gewählt, dass der Radialabstände (R) zwischen zwei benachbarten Kreisen grösser als die Summe der Radien von zwei auf diesen benachbarten Kreisen liegender Verbindungselemente ist. Auch die Radialabstände (R) von benachbarten Reihen an Verbindungselementen 1 können unterschiedlich sein, was in Fig. 3 gezeigt ist. Wenn der Durchmesser des

Verbindungselements veränderlich ist, ist der mittlere Durchmesser zu verwenden.

Des weiteren enthält, wie in Fig. 1 dargestellt ist, das Abscheideelement 8 auch ein Ringelement 17. Dieses Ringelement 17 kann insbesondere jede der Formen annehmen, welche in der EP 1 930 059 A1 beschrieben worden sind. Das Ringelement 17 ist im wesentlichen ringförmig um den Strömungskanal 5 angeordnet und weist eine innere Mantelfläche auf, die im wesentlichen den Durchmesser des Strömungskanals 5 aufweist, und Durchtrittsöffnungen für den Eintritt des tröpfchenbeladenen Gases in das Ringelement, die

zeichnerisch nicht dargestellt sind.

Das Ringelement 17 erstreckt sich zumindest über einen Teil der Länge des Strömungskanals 5. Es umfasst eine gitterartige Struktur 9. Die

Durchtrittsöffnungen können die Zwischenräume zwischen den

Gitterelementen der gitterartigen Struktur sein.

Diese gitterartige Struktur 9 kann beispielsweise durch ein Drahtgeflecht gebildet werden. Alternativ dazu kann ein Gestrick oder Gewebe zum Einsatz kommen. Die gitterartige Struktur kann auch filzartig ausgebildet sein, das heisst aus regellos zueinander angeordneten Strukturelementen,

beispielsweise Drähten oder Fäden ausgebildet sein. Die gitterartige Struktur ist in einer oder einer Mehrzahl von Lagen angeordnet. Jede dieser Lagen bildet ein ringförmiges Element aus, das den Strömungskanal umgibt.

Ein derartiges ringförmiges Element hat vorzugsweise mindestens dieselbe Höhe wie die Abscheideoberfläche eines Rohrwandelements. Alternativ oder in Ergänzung zu der gitterartigen Struktur 9 können

Schüttfüllkörper verwendet werden, beispielsweise Dixonringe oder

Wendelringe.

Die Lage, welche durch das ringförmige Element ausgebildet ist, kann eine Wellung aufweisen. Durch die Wellung können benachbarte Lagen in einem Abstand zueinander angeordnet werden. Insbesondere können benachbarte Lagen gewellt und ungewellt sein. Unter einer Wellung soll eine Struktur verstanden werden, welche eine wellenförmige, zick-zackförmige oder eine mit Wölbungen oder Einbuchtungen versehene Oberfläche aufweisen kann. Die Wellungen können derart angeordnet sein, dass die Scheitel der

Wellenberge parallel zur Längsachse 4 ausgerichtet sind. Es ist auch möglich, dass die Scheitel der Wellenberge einen Winkel mit der Längsachse einschliessen, der bis zu 70°, vorzugsweise bis zu 60 ° besonders bevorzugt bis zu 45° sein kann. Der Strömungskanal 5 kann sowohl eine Öffnung 36 in dem Bodenelement und dem Deckenelement aufweisen. Eine dieser Öffnungen kann auch im Betriebszustand verschlossen sein, sodass die Strömung umgelenkt wird, und zwar von axialer Richtung, das heisst in Richtung der Längsachse 4 in

Richtung der Rohrwandelemente 3 also in radiale Richtung. Mehrere Abscheideelemente 8 können übereinander angeordnet sein, beispielsweise können mehrere Abscheideelemente einen Stapel bilden, wie es ebenfalls in der EP 1 930 059 A1 beschrieben worden ist und in Fig. 10 gezeigt ist. Wenn der Tropfenabscheider aus mehreren übereinander angeordneten Abscheideelementen 8 besteht, sind mit Ausnahme des am weitesten stromabwärts gelegenen Abscheideelements sowohl die Öffnung 37 (siehe Fig. 3, Fig. 7a) im Bodenelement 1 1 , als auch die Öffnung 36 im Deckenelement 12 vorhanden.

Fig. 2a und Fig. 2b zeigen die Abscheidung entlang eines Elements einer gitterartigen Struktur 9, wie sie auch aus dem Stand der Technik bekannt ist. Fig. 2a ist eine Draufsicht auf einen Ausschnitt aus einer gitterartigen Struktur, Fig. 2b eine seitliche Ansicht eines Ausschnitts dieser gitterartigen Struktur 9. Das Ringelement 17 der Fig. 1 ist aus einer derartigen gitterartigen Struktur 9 aufgebaut, welche beispielsweise als Drahtgeflecht ausgebildet ist. Sie ermöglicht die Anlagerung von Tröpfchen 18. Kleine Tröpfchen können koaleszieren, das heisst, mindestens zwei kleine Tröpfchen formen sich zu einem grösseren Tropfen 19, der abgeschieden wird. Derartige Tropfen 19 bewegen sich unter Einfluss der Schwerkraft in Richtung der Bodenplatte, wie es in Fig. 2b sichtbar ist.

Die Abscheidung funktioniert solange einwandfrei, solange die

Gasgeschwindigkeit unter einem kritischen Geschwindigkeitswert bleibt. Oberhalb dieses kritischen Geschwindigkeitswerts wird der Tropfen 19 vom Gasstrom wieder erfasst und wieder mit dem Gasstrom mitgerissen. Das heisst, die Wirksamkeit der Abscheidung nimmt stark ab, was anhand von Fig. 6 belegt wird. Daher umfasst die erfindungsgemässe Ausführung des Tropfenabscheiders 10 Verbindungselemente 1 , die in der Folge beschrieben werden. In Fig. 2c ist eine Draufsicht auf ein aufgeschnittenes Verbindungselement 1 gezeigt, wie es in Fig. 1 ausserhalb des Ringelements 17 vorzufinden ist. Das

Verbindungselement ist hier als Rohrwandelement 3 ausgebildet. Die

Tröpfchen des tröpfchenbeladenen Gases, welche das Verbindungselement 1 anströmen, treffen auf die Oberfläche des Rohrwandelements 3 auf. Die Tröpfchen 18 verteilen sich auf dessen Oberfläche, insbesondere wenn die Oberfläche aus einem Material hergestellt ist, welches eine gute

Benetzbarkeit für die Flüssigkeit aufweist. Entlang des Rohrwandelements 3 sind Tröpfchen des tröpfchenbeladenen Gases in Richtung der Bodenplatte des Abscheideelements (siehe Fig. 1 ) als Flüssigkeitsfilm leitbar.

Das Rohrwandelement 3 weist eine Abscheideoberfläche auf, welche der gesamten äusseren Mantelfläche entspricht. Nach diesem

Ausführungsbeispiel erstreckt sich somit die Abscheideoberfläche über den gesamten Umfang des Rohrwandelements 3. Die zylindrische Form des Rohrwandelements 3 begünstigt die Abscheidung der Tröpfchen auf der gesamten Mantelfläche. Die Strömung wird um das Rohrwandelement 3 herumgeführt, wie die eingezeichneten mit Doppellinie versehenen Pfeile andeuten sollen. Da das Rohrwandelement in diesem Ausführungsbeispiel keine Kanten aufweist, ist eine Ablösung der Strömung und eine damit verbundene

Wirbelbildung weniger ausgeprägt, obwohl die Strömung um das

Rohrwandelement herum gelenkt ist. Das heisst, die Tröpfchen werden mit der Gasströmung umgelenkt, um das Rohrwandelement zu umströmen. Aufgrund des spezifischen Gewichts der Tröpfchen ist jedoch zu erwarten, dass die Tröpfchen die Umlenkung nicht oder allenfalls teilweise mitmachen. Daraus folgt, dass die Tröpfchen gegen die Wand des Rohrwandelements geschleudert werden und dort einen Flüssigkeitsfilm ausbilden. Dieser Flüssigkeitsfilm erstreckt sich zumindest über einen Teil der Mantelfläche des Rohrwandelements. Dieser Flüssigkeitsfilm bedeckt die Abscheideoberfläche des Rohrwandelements somit zumindest teilweise.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch ein Abscheideelement 8, welches eine Mehrzahl von Verbindungselementen 1 umfasst, die zwischen einem

Bodenelement, welches als Bodenplatte 1 1 ausgebildet ist und einem

Deckenelement, welches als Deckplatte 12 ausgebildet ist, angeordnet sind. Die Verbindungselemente umfassen Rohrwandelemente 3, die dem in Fig. 2c oder Fig. 2d dargestellten Typ entsprechen. Die Bodenplatte 1 1 enthält eine Öffnung 37, durch welche das tröpfchenbeladene Gas in den

Tropfenabscheider 10 eintritt. Auch die Deckplatte 12 kann eine Öffnung 36, aufweisen, insbesondere wenn mehrere Abscheideelemente 8 übereinander angeordnet sind, wie in Fig. 10 gezeigt.

Ein Verbindungselement ist aus dem Rohrwandelement 3 sowie einem Fusselement 14 und einem Kopfelement 15 aufgebaut. Das Fusselement 14 ist mit der Bodenplatte 1 1 und das Kopfelement 15 mit der Deckplatte 12 verbunden. Die Verbindung kann, wie in diesem Ausführungsbeispiel dargestellt ist, als Steckverbindung ausgeführt sein. Jedes der

Verbindungselemente weist eine Längsachse 24, 25, 26 auf.

Das Verfahren zur Herstellung des Abscheideelements gemäss Fig. 3 umfasst somit die Schritte der Herstellung der Verbindungselemente sowie das Befestigen der Verbindungselemente mit der Bodenplatte, wobei insbesondere die Verbindungselemente in entsprechende Öffnungen der Bodenplatte eingesteckt werden. Anschliessend wird die Deckplatte mit den Kopfelementen der Verbindungselemente verbunden. Die Deckplatte enthält Öffnungen zur Aufnahme der Kopfelemente. Die Kopfelemente werden in die Öffnungen der Deckplatte eingeführt. Gegebenenfalls können die

Kopfelemente durch eine Klebeverbindung oder Schweissverbindung mit der entsprechenden Bodenplatte oder Deckplatte verbunden werden.

Die Verbindungselemente können unterschiedliche Durchmesser (D) aufweisen. Des weiteren kann sich der Radialabstand (R) der Längsachsen 24, 25 von dem Radialabstand der Längsachsen 25, 26 von jeweils

benachbarter Reihen von Verbindungselementen unterscheiden.

Das Verbindungselement 1 kann nach einem weiteren Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl von gasdurchlässigen Strukturen 2 umfassen, wovon in Fig. 4 einige Varianten dargestellt sind. Diese gasdurchlässigen Strukturen können beispielsweise durch ein Drahtgeflecht gebildet werden. Alternativ dazu kann ein Gestrick oder ein Gewebe zum Einsatz kommen. Die gasdurchlässige Struktur 2 kann auch aus regellos zueinander angeordneten Elementen aufgebaut sein, wie sie beispielsweise in einer filzartigen Struktur vorliegen. Des weiteren kann die gasdurchlässige Struktur eine poröse Hülse umfassen. Verschiedene gasdurchlässige Strukturen können miteinander kombiniert werden.

Die gasdurchlässigen Strukturen 2 können auch mehrere Lagen mit unterschiedlicher Durchlässigkeit, das heisst unterschiedlich grossem Anteil an Öffnungen, umfassen. Des weiteren kann zwischen einzelnen Lagen von gasdurchlässigen Strukturen ein Abstand vorgesehen sein, sodass eine Koaleszenz von Tröpfchen erfolgen kann. Die Tröpfchen bewegen sich als Rinnsal in Richtung eines Sammelelements 16, welches auf der Bodenplatte angeordnet sein kann oder unterhalb der Bodenplatte als eine Art

Auffangwanne angebracht sein kann.

Fig. 5a zeigt ein Detail eines Verbindungselements gemäss des ersten Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 . Das Verbindungselement 1 umfasst gemäss des Ausführungsbeispiels nach Fig. 5 ein Rohrwandelement 3, welches derart ausgestaltet ist, dass Tröpfchen des tröpfchenbeladenen Gases entlang des Rohrwandelements 3 in Richtung der in Fig. 1 gezeigten Bodenplatte 1 1 leitbar sind. Das Rohrwandelement 3 enthält die

Abscheideoberfläche. Des weiteren weist das Verbindungselement 1 ein Fusselement 14 und ein Kopfelement 15 auf, das am ersten Ende und am zweiten Ende des Rohrwandelements 3 angeordnet ist. Das Rohrwandelement 3 hat vorzugsweise einen maximalen Durchmesser (D), der kleiner als der Innendurchmesser (S) des Strömungskanals 5 ist, siehe hierzu Fig. 3 oder Fig. 4.

Fig. 5b zeigt eine Variante eines Verbindungselements 3. Das

Verbindungselement 3 ist rotationssymmetrisch um seine Längsachse 24, allerdings ist dessen Durchmesser nicht konstant. Das Verbindungselement weist wie im vorherigen Ausführungsbeispiel ein Fusselement 14 und ein Kopfelement 15 auf, welche zur Verbindung mit einer Bodenplatte bzw.

Deckplatte dienen. Der Durchmesser nimmt kontinuierlich vom Fusselement 14 bis in einen Mittenbereich der Längsabmessung zu, um anschliessend wieder kontinuierlich abzunehmen. Diese Variante ist ein Ausführungsbeispiel eines Wandelements mit variablem Durchmesser. Selbstverständlich sind beliebige Variationen des Durchmessers möglich, in Abhängigkeit davon, wie der Gasstrom auf die Abscheideoberflächen verteilt werden soll. Fig. 6 zeigt einen Vergleich der Güte der Abscheidung eines Tropfenabscheiders nach dem Stand der Technik mit einem

erfindungsgemässen Tropfenabscheider gemäss Fig. 1 , wobei auf der x- Achse der Lambda-Wert, ein Mass für die Kapazität des Abscheiders, aufgetragen ist. Die y-Achse zeigt die Effizienz der Abscheidung in %.

Die Kurve mit dem Bezugszeichen 21 zeigt den Abscheidegrad eines tröpfchenbeladenen Gases, hier Diethylenglykol. Es wurde ein

Tropfenabscheider gemäss Fig. 1 eingesetzt. Dieser Tropfenabscheider besteht aus einem Koaleszenzteil, welcher gemäss EP 1 930 059 A1 ausgestaltet ist und einem Entwässerungsteil, welcher Verbindungselemente 1 gemäss Fig. 1 , 3 oder 5 enthält. Die Messungen wurden an einem

Abscheideelement 8 durchgeführt, welches einen Durchmesser des

Strömungskanals von 85 mm hat. Der Strömungskanal 5 ist von einem

Ringelement 17 umgeben, welches den Koaleszenzteil bildet. An das

Ringelement schliesst eine Mehrzahl von Reihen von Verbindungselementen 1 an, wie auch in Fig. 1 gezeigt ist. Der Aussendurchmesser des

Ringelements beträgt für den Versuch 142 mm. Die gitterartigen Strukturen 9 des Koaleszenzteils bestehen aus Stahl und sind aus einem Metallgewebe aufgebaut, welches mehrere Lagen mit gewelltem in Zylinderform

aufgewickeltem Profil sowie mehrere Lagen mit zylindrischem Profil aufweist.

Die Strukturen des Entwässerungsteils können wahlweise aus Kunststoff oder Metall bestehen, in Abhängigkeit von der Temperatur und chemischen

Zusammensetzung des Gasstroms und möglicher Interaktionen mit dem Polymer. Der Innendurchmesser des Entwässerungsteils betrug für die Tests 142 mm und der Aussendurchmesser 260 mm. Es wurden 6 Reihen an

Verbindungselementen eingesetzt, wobei der Durchmesser des Kreises (K), welchen die Längsachsen der Verbindungselemente aufspannen, die

Durchmesser (D) der Verbindungselemente in jedem Kreis und die Anzahl der Verbindungselemente in jedem Kreis in nachfolgender Zusammenstellung wiedergegeben sind: κ 153 168 181 .4 202 225 243

D 6.5 6.5 6.5 9 9 9

Anzahl 48 48 48 48 48 48

Lückengrad 0.65 0.59 0.55 0.68 0.61 0.57

Auf der x-Achse der Fig. 6 ist jeweils der sogenannte Lambda-Wert bezogen auf die Mantelfläche des Tropfenabscheiders eingetragen Der Lambda-Wert wird auch als Souders-Brown-Faktor bezeichnet. Mit dem Souders-Brown Faktor wird die maximale Gasgeschwindigkeit in Flüssig-Gas Trennbehältern ermittelt:

V = Lambda ((p_L - p_v)/ Pv)^1/2

V = maximal zulässige Gasgeschwindigkeit in m/s PL = Dichte der Flüssigkeit

Pv = Dichte des Gases

Lambda = 0.1 07 m/s wenn der Behälter einen Gestrickabscheider (mesh päd) enthält, welcher im Gegenstrom betrieben wird.

Die Kurve mit dem Bezugszeichen 22 zeigt den Abscheidegrad einer mit Tröpfchen aus Diethylenglykol beladenen Umgebungsluft bei Verwendung eines Tropfenabscheiders nach dem Stand der Technik, wie beispielsweise in der EP 1 930 059 A1 beschrieben. Ein Vergleich der Kapazität eines

Abscheideelements gemäss EP 1 930 059 A1 und einem Abscheideelement gemäss Fig. 1 ergibt eine um bis zu 40% höhere Kapazität. Es hat sich in den Versuchen auch ergeben, dass die Qualität der

Abscheidung stark vom Stoffsystem abhängt. Insbesondere spielt die

Benetzbarkeit der Oberflächen der Verbindungselemente eine Rolle. Bei einer guten Benetzbarkeit erfolgt die Anlagerung und Koaleszenz der Flüssigkeit besser, das heisst es ist möglich, den Tropfenabscheider mit höherer

Kapazität zu betreiben, das heisst mit erhöhter Gasgeschwindigkeit.

In Fig. 7a ist eine Variante dargestellt, nach welcher das Abscheideelement 8 einstückig aufgebaut ist. Das Bodenelement 1 1 , das Deckenelement 12 und die Verbindungselemente 1 , welche wie in Fig. 3 Rohrwandelemente 3, 13 enthalten, bestehen aus einem einzigen Stück. Das tröpfchenbeladene Gas strömt wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen durch einen

Strömungskanal 5 in den Innenraum des Abscheideelements.

Die Verbindungselemente 1 in Fig. 7b sind derart zwischen Bodenplatte 1 1 und Deckplatte 12 angeordnet, dass ihre Längsachsen 24 auf einer geschlossenen Kurve 7 liegen, welche um den Strömungskanal 5 herum verläuft. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist diese Kurve 7 ein Kreis. Gemäss Fig. 1 oder auch Fig. 7b sind eine Mehrzahl von konzentrischen Kreisen 7, 27, 47 vorgesehen, deren gemeinsame Mittelpunkte auf der Längsachse 4 des Strömungskanals 5 liegen.

Auf jedem dieser Kreise liegen die Mittelpunkte von Längsachsen 24, 25, 26 von Verbindungselementen 1 . Die Verbindungselemente haben

zylinderförmige Form. In Fig. 1 berühren sich in einer Reihe benachbarte Verbindungselemente nicht, sodass zwischen zwei benachbarten

Verbindungselementen ein Spalt frei bleibt. Das heisst, die Längsachsen von je zwei benachbarten Verbindungselementen 1 in derselben Reihe sind in einem Abstand (A) zueinander angeordnet, der grösser als die Summe der Radien der beiden angrenzenden Rohrwandelemente 3 ist.

Das Verfahren zur Herstellung des Abscheideelements gemäss Fig. 7a oder Fig. 7b ist bevorzugt ein Gussverfahren, beispielsweise ein

Spritzgussverfahren. Es kann spritzgiesstechnisch auch von Vorteil sein, das Bodenelement 1 1 oder Deckenelement 12 separat zu fertigen, da je nach Anzahl und Anordnung der Verbindungselemente die Zwischenräume 31 , 32, durch welche im Betriebszustand das tröpfchenbeladene Gas hindurchgeführt wird, schwierig herstellbar sein können. Fig. 8 zeigt einen Tropfenabscheider, welcher verschiedene Typen von Verbindungselementen enthält. Jedes dieser Verbindungselemente soll nachfolgend anhand der in Fig. 8 genannten Fig. 9a bis 9j genauer beschrieben werden. Die Varianten können miteinander beliebig kombiniert werden.

Fig. 9a ist eine Draufsicht auf eine erste Variante von Verbindungselementen für den Tropfenabscheider nach Fig. 8. Die Verbindungselemente 30 sind als Wandelemente ausgebildet, welche eine im wesentlichen rechteckige Querschnittsfläche aufweisen. Die Höhe der Wandelemente entspricht mindestens dem Abstand zwischen der Bodenplatte und der Deckplatte. Die Wandelemente haben eine Breite, die gemäss Fig. 9a im wesentlichen konstant ist. Auch die Dicke der Wandelemente ist im wesentlichen konstant. Selbstverständlich könnte die Breite auch relativ zur Höhe des Wandelements variieren. Nach einer besonders einfach herzustellenden Variante sind die

Wandelemente Teil eines Blechs, aus welchem Zwischenräume ausgestanzt worden sind. Die Zwischenräume bilden Durchtrittsöffnungen für das tröpfchenbeladene Gas aus. Das tröpfchenbeladene Gas trifft auf die

Innenseite des Verbindungselements 30 entlang dessen Breite auf. Tröpfchen werden auf der Abscheideoberfläche 33, welche sich entlang der Breite über die Höhe der Wandelemente erstreckt, abgeschieden und bilden einen Flüssigkeitsfilm auf dieser Abscheideoberfläche aus. Der Flüssigkeitsfilm fliesst entlang der Abscheideoberfläche in Richtung der Bodenplatte 1 1 (siehe Fig. 8) ab. Die Verbindungselemente 30 können wie in Fig. 7b ebenfalls auf

konzentrischen Kreisen angeordnet sein. Die Breite einzelner

Verbindungselemente kann unterschiedlich sein, auch die Abstände zwischen je zwei benachbarten Verbindungselementen können sich unterscheiden.

Fig. 9c und Fig. 9d zeigen eine zweite Variante der Verbindungselemente. Jedes der Verbindungselemente zeigt ein Zick-Zack- Profil in Form eines W. Die Luvseite wird vom unteren Teil des W gebildet. Das heisst, es werden zwei Strömungskanten 34, 35 ausgebildet. Zwischen den beiden

Strömungskanten 34, 35 ist ein offener Kanal 38 ausgebildet. In diesem offenen Kanal kann sich die auf der Abscheideoberfläche 33 abgeschiedene Flüssigkeit sammeln und in Richtung des Bodenelements geleitet werden.

Fig. 9d zeigt auch eine alternative Ausführungsform des

Verbindungselements 30, das Verbindungselement 40. Es unterscheidet sich vom Verbindungselement 30 dahingehend, dass es eine fensterartige

Öffnung 41 aufweist. Durch diese Öffnung 41 kann sowohl Gas

hindurchtreten als auch Flüssigkeit auf die Leeseite des Verbindungselements 40 geleitet werden.

Fig. 9e und Fig. 9f zeigen eine dritte mögliche Ausgestaltung der

Verbindungselemente. Die Verbindungselemente 30, 40 der Fig. 9e oder 9f unterscheiden sich von den Verbindungselementen der Fig. 9d und Fig. 9e nur dahingehend, dass die äusseren Schenkel des W verkürzt sind und die Oberseite des verkürzten W die Luvseite der Verbindungselemente ausbildet. Die Abscheideoberfläche 33 wird somit von einem Paar offener Kanäle 38, 39 begrenzt. In diesen offenen Kanälen kann die Flüssigkeit gesammelt werden und weitgehend unbehindert von der Gasströmung abfliessen. In Fig. 9f enthält das Verbindungselement 40 wiederum eine fensterartige Öffnung 41 , insbesondere um Flüssigkeit von der Luvseite auf die Leeseite des Verbindungselements zu leiten.

Fig. 9g und Fig. 9h unterscheiden sich von den Verbindungselementen gemäss Fig. 9e und 9f nur dergestalt, dass der Querschnitt v-förmig ist. Die Abscheideoberfläche 33 enthält in diesem Fall keinen offenen Kanal.

Fig. 9i und Fig. 9j zeigen eine Variante, nach welcher der Querschnitt der Verbindungselemente 30, 40 u-förmig ausgebildet ist. In Fig. 9j ist zusätzlich noch gezeigt, dass das Verbindungselement 40 eine fensterartige Öffnung 41 aufweist. Das Verbindungselement nach jedem der vorhergehenden

Ausführungsbeispiele kann aus Metall, einer Keramik oder auch aus

Kunststoff bestehen oder einen Verbund dieser Materialien umfassen.

Fig. 10 zeigt einen eine Anordnung zur Abscheidung von Tröpfchen aus einem tropfenbeladenen Gas umfassend einen Strömungskanal 5, durch welchen das tröpfchenbeladene Gas entlang einer Hauptströmungsrichtung 6 hindurch geleitet wird. Ein wirbelerzeugender Apparateteil 51 ist im

Strömungskanal 5 vorgesehen, mittels welchem das tröpfchenbeladene Gas in Richtung eines der Abscheideelemente 8 geleitet wird. Mittels des wirbelerzeugenden Apparateteils 51 wird der Strömung eine

Richtungsänderung aufgezwungen, wodurch die Geschwindigkeit der Gas- und Flüssigkeitsteilchen eine Radialkomponente erhält. Durch diese

Radialkomponente wird der Gasstrom in Richtung der inneren Mantelfläche 52 umgeleitet, welche den Strömungskanal 5 umgibt. Der Gasstrom tritt dann über in der inneren Mantelfläche vorgesehene Öffnungen 53 in im

wesentlichen radialer Richtung in das jeweilige Abscheideelement 8 ein. Ein Teil der Flüssigkeitströpfchen kann dabei bereits durch die zusätzliche Radialkomponente der auf die Tröpfchen wirkenden Kraft auf die innere Mantelfläche auftreffen und dort abgeschieden werden. Jedes der Abscheideelemente 8 ist im wesentlichen ringförmig um den

Strömungskanal 5 angeordnet und erstreckt sich zumindest über einen Teil der Länge des Strömungskanals 5. In Fig. 10 sind beispielsweise vier

Abscheideelemente 8 übereinander angeordnet. Ein Abscheideelement 8 umfasst eine Mehrzahl von gitterartigen Strukturen 9 sowie ausserhalb derselben eines oder eine Mehrzahl von Verbindungselementen 1 nach einem der vorherigen Ausführungsbeispiele.

Für die Anordnung von gitterartigen Strukturen 9 im Abscheideelement 8 hat sich eine Reihe von Ausführungsformen bewährt. Das Abscheideelement gemäss Fig. 10 enthält abwechselnd zylinderförmige Strukturen 56 und wellenförmige Strukturen 57. Die zylinderförmigen Strukturen 56 sind parallel zur Hauptströmungsrichtung 6 angeordnet. Zwischen zwei benachbarten zylinderförmigen Strukturen 56 ist jeweils eine wellenförmige Struktur 57 angeordnet.

Vorteilhafterweise sind die wellenförmigen Strukturen 57 derart angeordnet, dass sich ein Gefälle ausbilden kann, sodass die an den gitterartigen

Strukturen koaleszierende Flüssigkeit abfliessen kann.

Die Anzahl der übereinander zu stapelnden Abscheideelemente ist durch die Beladung sowie die Grössenverteilung der Tröpfchen im Gas am Eintritt in die Anordnung bestimmt. Bei einer sehr breiten Verteilung mit stark voneinander abweichenden Tropfengrössen sowie hoher Flüssigkeitsbeladung wird eine grössere Bauhöhe für jedes einzelne Abscheideelement 8 oder ein Stapel von mehreren übereinander angeordneten Abscheideelementen 8 erforderlich sein. In diesem Fall werden die grossen Tropfen im wesentlichen durch das Abscheideelement 8 ausgetragen, das in nächster Nähe zum

wirbelerzeugenden Apparateteil 51 angeordnet ist, während die kleinen, leichten Tröpfchen eine grössere Strecke gemeinsam mit dem Gasstrom zurücklegen, sodass sie erst in weiter entfernten Abscheideelementen 8 ausgetragen werden.

Abscheideelemente 8 mit gitterartigen Strukturen 9 von verschiedenem Typus sowie mit verschiedenen Anordnungen von Verbindungselementen können beliebig kombiniert werden. Die gitterartigen Strukturen unterscheiden sich beispielsweise in der Grösse der Durchtrittsöffnungen, sodass in Analogie zu einer Sieb- oder Filterstruktur, Strukturen unterschiedlicher Durchlässigkeit in einem Tropfenabscheider kombinierbar sind. Hierzu können beispielsweise Gewebe unterschiedlicher Feinheit zum Einsatz kommen. Die

Verbindungselemente können in beliebiger Kombination unter Anpassung des Lückengrads an die entsprechende Trennaufgabe mit den gitterartigen Strukturen kombiniert werden. Alternativ hierzu können auch

Abscheideelemente ohne gitterartige Strukturen mit Abscheideelementen abwechseln, die gitterartige Strukturen enthalten. Der wirbelerzeugende Apparateteil 51 ist im Inneren des Strömungskanals 5 angeordnet und enthält eine Mehrzahl von Leitflächen 61 , wodurch zumindest ein Teil des Gases von der Hauptströmungsrichtung 6 in Richtung der Abscheideelemente 8 umlenkbar ist. Die Leitflächen 61 des

wirbelerzeugenden Apparateteils 1 sind innerhalb eines Rohrstücks 62 stromaufwärts der inneren Mantelfläche 52 um eine in

Hauptströmungsrichtung 6 ausgerichtete Zentralachse 60 angeordnet.

Nach dem in Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Leitflächen 61 an einer Stange 63 befestigt, welche entlang der Zentralachse 60 angeordnet ist. Die Leitflächen 61 schliessen mit einer Ebene, die normal zur

Hauptströmungsrichtung 6 ausgerichtet ist, einen Neigungswinkel 64 ein, der grösser als 20° und kleiner als 70° ist, vorzugsweise zwischen 45° und 65° liegt. Der Neigungswinkel einer Leitfläche 61 kann auch variabel sein.

Beispielsweise kann der Neigungswinkel 64 in einem zentralachsennahen Bereich des Rohrstücks 62 geringer sein, das heisst, die Leitflächen 2 flacher angeordnet sein, als in einem wandnahen Bereich des Rohrstücks 62.

Zusätzlich zu dem wirbelerzeugenden Apparateteil können im

Strömungskanal 5 weitere Umlenkelemente 70 vorgesehen sein.

Insbesondere können um die Zentralachse 60 der Anordnung

scheibenförmige Umlenkelemente 70 angeordnet sein, welche der

Verbesserung der Strömungsführung dienen.

Claims

Tropfenabscheider (10) umfassend einen Strömungskanal (5), durch welchen ein tröpfchenbeladenes Gas hindurch leitbar ist und entlang einer Hauptströmungsrichtung (6) von diesem tröpfchenbeladenen Gas durchströmbar ist, wobei ein Abscheideelement (8) im wesentlichen ringförmig um den Strömungskanal (5) angeordnet ist, welches von einer vom Strömungskanal (5) weggerichteten Ringströmung durchströmbar ist, wobei das Abscheideelement (8) ein Bodenelement (1 1 ) und ein Deckenelement (12) sowie ein Verbindungselement (1 , 30, 40) aufweist, welches zwischen dem Bodenelement (1 1 ) und dem Deckenelement (12) derart angeordnet ist, dass das Bodenelement (1 1 ) und das Deckenelement (12) in einem Abstand zueinander angeordnet sind, welcher durch das Verbindungselement (1 , 30, 40) festgelegt ist, wobei das Verbindungselement (1 ) ein Wandelement (3, 13) umfasst, entlang dessen Tröpfchen des tröpfchenbeladenen Gases in Richtung des Bodenelements (1 1 ) als Film leitbar sind, wobei das Wandelement (3, 13) eine Abscheideoberfläche aufweist, welche eine mittlere Breite von mehr als 1 mm aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Abscheideelement (8) ein Ringelement (17) enthält, welches im wesentlichen ringförmig um den Strömungskanal (5) angeordnet ist und eine innere Mantelfläche aufweist, die im wesentlichen den

Durchmesser des Strömungskanals (5) hat und Durchtrittsöffnungen für den Eintritt des tröpfchenbeladenen Gases in das Ringelement vorgesehen sind.

Tropfenabscheider nach Anspruch 1 , wobei die Wandelemente einen Lückengrad im Bereich von 20 bis 80 % aufweisen.

Tropfenabscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mittlere Breite des Wandelements kleiner als der

Innendurchmesser (S) des Strömungskanals (5) ist. Tropfenabscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Wandelement als Rohrwandelement (3) ausgebildet ist, welches (1 ) eine Längsachse (24) aufweist, welche im wesentlichen normal zum Bodenelement (1 1 ) und zum Deckenelement (12) ausgerichtet ist.

Tropfenabscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Mehrzahl von Verbindungselementen (1 ) derart zwischen

Bodenelement (1 1 ) und Deckenelement (12) angeordnet sind, dass ihre Längsachsen (24, 25, 26) auf einer geschlossenen Kurve (7, 27, 47) liegen, welche um den Strömungskanal (5) herum verläuft, auf welcher je zwei benachbarte Verbindungselemente im wesentlichen äquidistant angeordnet sind.

6. Tropfenabscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Mehrzahl von Verbindungselementen (1 ) derart zwischen

Bodenelement (1 1 ) und Deckenelement (12) angeordnet sind, dass ihre Längsachsen (24, 25, 26) auf einem Kreis angeordnet sind, sodass die Längsachsen (24, 25, 26) der Verbindungselemente (1 ) zumindest einen ersten und einen zweiten Kreis (7, 27, 47) um den Strömungskanal (5) ausbilden, wobei der erste Kreis konzentrisch zum zweiten Kreis angeordnet ist.

Tropfenabscheider nach Anspruch 6, wobei die Längsachsen (24) der Verbindungselemente (1 ) des ersten Kreises zumindest teilweise in Umfangsrichtung versetzt zu den Längsachsen (25) der

Verbindungselemente (1 ) des zweiten Kreises angeordnet sind.

Tropfenabscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Breite und die Höhe des Verbindungselements (1 , 30, 40) eine Abscheideoberfläche (33) ausbilden, die zumindest einen ebenen Abschnitt aufweist.

9. Tropfenabscheider nach Anspruch 8, wobei die Abscheideoberfläche (33) zumindest einen Kanal (38, 39) und/oder eine Öffnung (41 ) zur Ableitung von Flüssigkeit enthält.

10. Tropfenabscheider nach Anspruch 7, wobei die Abscheideoberfläche zumindest einen gekrümmten Abschnitt aufweist, wobei der

gekrümmte Abschnitt als Rohrwandelement (3, 13 ausgebildet sein kann, wobei das Rohrwandelement ein erstes Rohrwandelement (3) umfassen kann, welches einen ersten Durchmesser (D1 ) aufweist und ein zweites Rohrwandelement (13) umfassen kann, welches einen zweiten Durchmesser (D2) aufweist, wobei der erste Durchmesser

(D1 ) des ersten Rohrwandelements (3) sich vom zweiten Durchmesser (D2) des zweiten Rohrwandelements (13) unterscheiden kann.

1 1 . Tropfenabscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verbindungselement ein Fusselement (14) und/oder ein

Kopfelement (15) enthält, mittels welchem das Verbindungselement (1 ) auf dem Bodenelement (12) und/oder dem Deckenelement (1 1 ) befestigbar ist.

12. Tropfenabscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abscheideoberfläche fluidundurchlässig ist. 13. Tropfenabscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

enthaltend eine Mehrzahl von übereinander angeordneten

Abscheideelementen (8).

14. Tropfenabscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Abscheideelement als einstückiges Bauteil ausgestaltet ist. 15. Verwendung eines Tropfenabscheiders nach einem der

vorhergehenden Ansprüche zur Abscheidung von Kondensat aus Erdgas.