Abscheidung von Ölnebel und Emulsionsnebel
Zur Reinigung von verschiedenen Prozessluft- und Dampfströmen, die mit Ölnebel oder Emulsionsnebel angereichert sind, kommen unterschiedliche Abscheide- bzw. Filtersysteme zum Einsatz.
Voraussetzung für eine hochwertige Absaugung von Ölnebel oder Emulsionsnebel ist eine umfassende Erfassung des Abgasstroms und geeigneter Transport zum Abscheidergehäuse.
Darüber hinaus sind folgende Einflussgrößen von Bedeutung:
Erfassung
- Technische Daten des eingesetzten Öls / der eingesetzen Emulsion
- Eigenschaften der Prozessabluft
- Angaben zu Kühlmittel / Kühlschmierstoff
Grenzwerte
Die Ölnebel- und Emulsionsnebelabscheider werden individuell in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Rohgasstroms ausgestattet. Zunächst wird der Verschmutzungsgrad des Ölnebels bzw. Emulsionsnebels beurteilt. Dieser hängt stark von der Art der Bearbeitung und dem Reinheitsgrad des zu bearbeitenden Werkstückes / Coils / Barren ab.
In Abhängigkeit davon
Stufenkonzept der Ölnebelabscheider und Emulsionsnebelabscheider
In Abhängigkeit von den vorgenannten Ergebnissen erfolgt die Festlegung des Stufenkonzeptes.
Agglomeration
Bei sauberen Prozessen mit kleinen Tröpfchengrößen ist häufig eine Agglomeration erforderlich. Die Agglomeration von kleinsten Tropfen zu größeren Tropfen stellt den den Prozess dar, bei dem kleinere Partikel oder Tröpfchen miteinander verschmelzen oder sich zu größeren Einheiten zusammenschließen.
Die Agglomeration von Ölnebel oder Emulsionsnebel muss mit einer ausreichenden Flüssigkeitsmenge betrieben werden. Aerosole im Durchmesserbereich > 1µm koaleszieren zu größeren Tropfen. Bei der Agglomeration ist zu beachten, dass ist ein hinreichendes Fluten der Packung des Agglomerators gegeben ist. Durch die Erhöhung der Anströmgeschwindigkeit in Kombination mit der Auswahl geeigneten Filtermediums entsteht Anziehungskräfte und ein Tropfenmitriss von kleinsten Tröpfchen zu größeren Tropfen.
Filtermedien regenierbar
Die regenerierbaren Ölnebelabscheider von Schuh Anlagentechnik arbeiten wirtschaftlich und kostengünstig nach dem Prinzip der Prallabscheidung, sodass mit geringem Druckverlust kleine Tropfen mit hohen Abscheidegraden abgeschieden werden können.
Als wesentliche Größen zur Bestimmung des Leistungsbereiches des Abscheiders sind Art des Rohgases, der Rohgasgehalt und das Tropfenspektrum erforderlich.
Tropfengröße
Die Tropfengröße hängt wesentlich von Ihrer Entstehungsart ab. Kleine Tropfen entstehen überwiegend durch Kondensation von gesättigtem Dampf bzw. durch chemische Reaktionen – siehe auch Aerosolklassifizierung!
Physikalische Eigenschaften der abzuscheidenden Fluide
Eine geringe Oberflächenspannung begünstigt die Bildung kleiner Tropfen, eine Viskosität dagegen die Bildung großer Tropfen.
Abscheidemechanismen
Die Abscheidung von Flüssigkeitstropfen beruht auf dem Effekt, dass die Teilchen den Stromlinien der Prozessluft beim Auftreten eines Hindernisses nicht folgen können und auf einer Begrenzungsfläche anhaften.
Bei der Abscheidewirkung der eingesetzten Filtermedien im Dunstabscheider wird die Summe der nachstehend aufgeführten Einzeleffekte ausgenutzt:
Abscheidung durch Trägheit
Jeder Draht in der Filterzelle stellt ein Hindernis im Prozessluftstrom dar, an dem eine Umlenkung des Prozessluftstroms stattfindet. Die mitgeführten Tropfen (vorwiegend größer als 10 µm) können aufgrund ihrer Trägheit dieser Umlenkung nicht folgen und prallen auf das Hindernis. Auf den Drähten wächst der Einzeltropfen (Koalition), bildet einen Flüssigkeitsfilm auf der Drahtoberfläche und tropft aufgrund der Schwerkraft nach unten ab.
Abscheidung durch Sperrwirkung
Vorzugsweise bedeutend für Tropfen, deren Verhältnis zum Durchmesser des Drahts relativ groß ist.
Abscheidung durch Diffusion
Vorzugsweise bedeutend für Tropfen unterhalb von 1µm, die durch die Brownsche Molekularwirkung abgeschieden werden. Die Brownsche Molekularwirkung beschreibt eine kontinuierliche stochastische Bewegung von Partikeln, die durch den Zusammenstoß mit Gasmolekülen verursacht wird. Diese Teilchenbewegung nimmt mit abnehmender Partikelgröße zu.
Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Teilchen mit einer Faser zusammentrifft steigt mit abnehmender Partikelgröße. Diesen Vorgang bezeichnet man als Diffusionsabscheidung.
Die Trennwirkung der Anteile an Ölnebel oder Emulsionsnebel in Flüssigphase von der Förderluft beruht auf der Prallwirkung in und zwischen den einzelnen Filterzellen.
Die entstehenden Tröpfchen werden nach unten abgeleitet und können durch den Kondensatablaufstutzen in den Kondensatbehälter zurückgeführt werden.
Bei diesem Filtersystem wird der Anteil der in der Gasphase enthaltenen Anteile nicht beeinflusst, so dass durch Nachkondensation hinter dem Dunstabscheider noch Walzöl auftreten kann.
Aufbau der Drahtgestrickabscheider
Bei der Konstruktion der Drahtgestrickabscheider werden Lagen aus verstrickten Drähten übereinander gelegt und zu einem Paket vernäht. Die Form des Paketes wird exakt dem vorgesehenen Querschnitt angepasst und mit einer Einfassung sowie den Stützgitter mit den erforderlichen Spanndrähten versehen. Der Einbau erfolgt in den im Dunstabscheidergehäuse vorgesehen Aufnahmerahmen.
Funktion und Wirkungsweise der regenerierbaren Abscheider
Der Dunstabscheider ist mit regenerierbaren Drahtgestrickfilterkassetten ausgestattet
Der Dunstabscheider ist 2 stufig ausgeführt.
Die 1. Stufe fungiert als Agglomerator. Im Agglomerator, der mit einer ausreichenden Flüssigkeitsmenge betrieben werden muss, koaleszieren Aerosole im Durchmesserbereich von 1 µm zu größeren Tropfen. Bei der Agglomeration ist ein Fluten der Packung erforderlich. Durch die Erhöhung der Anströmgeschwindigkeit in Kombination mit der Auswahl geeigneten Filtermediums entsteht ein Tropfenmitriss.
Die nun agglomerierten Tropfen können problemlos durch den Tropfenabscheider der 2. Filterstufe abgeschieden werden.
Die mit Öltropfen angereicherte Abluft strömt von unten bzw. waagerecht durch die Öffnung des Drahtgestrickpaketes. Die Öltropfen jedoch können auf Grund ihrer Massenträgheit diese Stromlinien des Gases beim Auftreffen auf ein Hindernis nicht folgen und haften an den Begrenzungsflächen der Drähte. Da die Drähte glatt sind und einen kleinen Durchmesser haben bietet der Draht keine große Oberfläche an welcher sich die Flüssigkeit sammeln und verweilen kann. Die Flüssigkeit läuft deshalb ab und bildet einen großen Tropfen so dass dieser auf Grund der Schwerkraft vom Luftstrom nicht mehr mitgerissen werden kann und abtropfen kann. Die Effizienz der Tropfenabscheidung nimmt mit steigender Zahl der Umlenkungen des Gasstromes zu. Tropfen mit einem kleinem Tropfenspektrum werden nicht oder nur unwesendlich abgeschieden da die Tropfen die Umlenkungen des Gasstromes folgen und den Draht nicht berühren. Zur Erzielung hoher Abscheidegrade beim Auftreten eines Tropfenspektrums im Bereich weniger Mikrometer ist eine zweite Stufe des Abscheiders zum agglomerieren erforderlich. Durch die Erhöhung der Gasgeschwindigkeit sowie die Wahl der geeigneten Packungen wird ein Fluten der Packungen erreicht, und somit erfolgt die Agglomeration sehr kleiner Tröpfchen zu großen Tropfen. Die Abscheidung erfolgt dann in der nachgeschalteten Abscheiderstufe problemlos.
Das abgeschiedene Kondensat muss kontinuierlich abgeführt werden.