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Vorrichtung zur Abscheidung von Aminnebeln in Erdgasreinigungsanlagen
In Erdgasreinigungsanlagen werden Amine verwendet, um dem »sauren« Gas die Schwefelverbindungen
zu entziehen. Hierbei entstehen Aminnebel, die den Versuchen, sie aus dem Gas abzuscheiden,
äußerst hartnäckig widerstehen. Die Amintröpfchen in ihnen sind sehr klein, spezifisch
leichter als Wasser und wahrscheinlich elektrisch aufgeladen, während das Erdgas
schwerer ist als Luft. Die kleinen Tröpfchen stoßen sich daher gegenseitig ab und
ballen sich beim Durchgang durch einen Zyklonenabscheider nicht zu Tröpfchen der
erforderlichen Größe zusammen.
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So gelingt es z. B. nicht, diese Nebel mit Hilfe der bekannten Mehrröhren-Fliehkraftabscheider
(Multizyklonabscheider) zu beseitigen. Ebensowenig ist es möglich, diese Nebel durch
bloßes Hindurchleiten durch eine der zahlreichen bekannten Arten von Gas- oder Luftfiltern
abzuscheiden, bei denen der Filterkörper aus Metallgewebe, Metalldrahtgeflecht,
spiralförmig gewickelten Metallbändern, spiralförmig angeordneten und zickzackförmig
gebogenen Blechstreifen oder anderweitigem engmaschigem, z. B. geflochtenem oder
gewirktem Maschenwerk aus Metall besteht.
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Es wurde nun gefunden, daß die Abscheidung solcher Aminnebel aus
Erdgas in einer Vorrichtung gelingt, die gekennzeichnet ist durch ein langgestrecktes,
an den gegenüberliegenden Enden mit einer Gaseintrittsöffnung und einer Gasaustrittsöffnung
versehenes zylindrisches Gehäuse, welches durch eine senkrecht zur Zylinderachse
verlaufende, mit einer Gasdurchtrittsöffnung versehene Trennwand in eine Agglomerierkammer
und eine Abscheidekammer geteilt wird, durch ein innerhalb der Agglomerierkammer
senkrecht zur Zylinderachse angeordnetes Filter von geringer Dicke aus verhältnismäßig
weitmaschigem Metalldrahtstrickwerk, durch innerhalb der Abscheidekammer im wesentlichen
in Längsrichtung verlaufende Trennwände, die diese Kammer in eine sich von der Durchtrittsöffnung
her nach ihrem durch eine senkrechte Platte verschlossenen Ende hin verjüngende
Füllkammer, eine sich von ihrem durch die Trennwand verschlossenen Ende her zur
Gasaustrittsöffnung hin erweiternde Abzugskammer und eine an beiden Enden durch
die senkrechten Platten verschlossene Flüssigkeitsaufnahmekammer unterteilen, und
durch eine Anzahl von innerhalb der Abscheidekammer befindlichen Zyklonabscheidern
an sich bekannter Art, die sich mit ihren Ablaufrohren in die Flüssigkeitsaufnahmekammer
und mit ihren Gasabzugsrohren in die Abzugskammer erstrecken und deren tangentiale
Eintrittsöffnungen in der Füllkammer liegen.
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Das den Zyklonabscheidern vofgeschaltete Drahtfilter besitzt vorzugsweise
eine Dicke von ungefähr 100 mm und besteht vorzugsweise aus Drahtmaschen einer Weite
von ungefähr 6,5 mm. Es kann in an sich bekannter Weise aus Lagen eines Drahtgewirks
bestehen, die in der erforderlichen Dicke aufeinandergeschichtet sind, oder aus
einem Band von der erforderlichen Breite, das zu einer Spule aufgerollt ist.
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Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt.
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F i g. 1 ist ein Längsschnitt durch einen Abscheider gemäß der Erfindung,
F i g. 2 ein Querschnitt durch den Abscheider nach Linie II-II der Fig. 1, Fig.
3 eine Ansicht eines Teiles des die Zusammenballung der Nebelteilchen bewirkenden
Polsters und F i g. 4 eine Draufsicht auf ein Stück Drahtgewebeband, das zu einem
Polster gewickelt wird.
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Gemäß F i g. 1 und 2 sind die abscheidenden Vorrichtungsteile in
dem gasdichten, geschweißten Gehäuse 10 untergebracht, das vorzugsweise zylinderförmig
ausgebildet und durch eine Querwand 11 in einen Agglomerationsraum 12 mit axialem
Einlaß 13
und einen Fliehkraftscheiderraum 20, 24, 26 mit axialem
Auslaß 15 unterteilt ist.
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Quer durch den Agglomerationsraum verläuft ein Polster aus aufgewickelten,
gewirkten Drahtlagen 16, das auf einem Stützgitter 17 als Unterlage befestigt ist.
Das Polster 16 überspannt den Raum in der Agglomerationskammer und schließt sich
eng an dessen zylindrische Innenfläche an, so daß durch den Raum streichendes nebelführendes
Gas die gewundenen Durchtritte des Polsters durchdringen muß. Ein Ablaß 18 ist im
unteren Teil der Agglomerationskammer hinter dem Polster 16 vorgesehen, durch den
die niedergeschlagene Flüssigkeit aus dem Gas abgeleitet bzw. ein Abfluß für die
im Polster gesammelte Flüssigkeit gebildet wird.
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Die Trennwand 11 ist mit einer Öffnung 19 der in F i g. 2 dargestellten
Form versehen, durch die das nebelführende Gas aus der Agglomerationskammer in die
Abscheidekammer 20, 24, 26 geleitet wird.
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Das aus der Kammer 12 durch die Öffnung 19 strömende Gas wird in der
Kammer 20 aufgenommen, die durch die waagerechte Trennwand21, die abwärts geneigte
obere Trennwand 22, ein Paar Seitenwände und die Querwand 23 nahe dem Austrittsende
der Kammer gebildet wird. Eine Kammer 24 wird durch die Trennwände 11, 21 und 23
gebildet, um die abgeschiedene Flüssigkeit aufzunehmen, und ist mit einem Ablauf
25 versehen. Eine Austrittskammer 26 wird zwischen den Trennwänden 22, 11 und 27
oberhalb der Trennwand 22 gebildet und öffnet sich zum Auslaß 15 hin. Die Neigung
der Trennwand 22 bewirkt eine Verjüngung der Kammer 20 und eine Erweiterung der
Kammer 26 zum Austrittsende bin.
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Auf der Trennwand 21 sind eine Anzahl Fliehkraftscheider an sich
bekannter Art angeordnet, von denen jeder aus einem Rohr28, das in die Trennwand
21 eingesetzt ist und in die Flüssigkeitssammelkammer 24 führt, und einem Ableitungsrohr29
besteht, das in die Trennwand 22 so eingesetzt ist, daß es zum oberen Ende des Rohres
28 und in die Abzugskammer 26 führt. Ein ringförmiger Raum wird am oberen Ende des
Rohres 28 um das Abzugsrohr 29 herum gebildet, in welches das tröpfchenführende
Gas aus der Kammer 20 durch Durchtritte einströmt, welche dem eintretenden Gas eine
Wirbel- oder Drehbewegung um die in das Rohr ragende Abzugsröhre herum erteilen.
Diese Durchtritte können in bekannter Art ausgebildet sein und etwa aus schrägen
oder tangential angeordneten Leitblechen bestehen, wie bei 30 angedeutet. Die suspendierte
Flüssigkeit wird durch die Zentrifugalkraft der Drehbewegung des Gases auf die Innenfläche
des Rohres 28 geschleudert, und das gereinigte Gas tritt in das Ende der Ableitungsröhren29
ein und strömt zur Abzugskammer26. Die Kammer 20 wirkt als Füllkammer zur Speisung
der Fliehkraftscheider.
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Ein Agglomerationspolster aus gewirkten Drähten, wie oben beschrieben,
dient vorzugsweise als agglomerierender Vorrichtungsteil nicht nur wegen der Festigkeit
und Stabilität des gebildeten Polsters, sondern auch wegen der feinen, gleichmäßigen
Gaskanäle mit geringem Strömungswiderstand und auch weil das Metall ein guter geerdeter
elektrischer Leiter ist, wodurch die Gasströmung geerdet wird und statische elektrische
Ladungen der suspendierten Teilchen abgeleitet werden.
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Beim Betrieb der Vorrichtung tritt das Gas daher durch den Einlaß
13 in die Agglomerationskammer
12 und strömt dann durch die kleinen gewundenen Durchtritte,
die sich um die gewirkten Metalidrähte bilden. Die im Gas suspendierten Tröpfchen
treffen auf die Oberflächen der Drähte auf, wobei statische, elektrische Ladungen
abgeleitet werden. Ein Teil der die Polsterdrähte treffenden Tröpfchen ballt sich
zusammen, und die Flüssigkeit strömt auf den Boden des Raumes und kann durch die
Abzugsöffnung 18 abgeleitet werden. Der größere Teil der auftreffenden Tröpfchen
wird jedoch durch die Strömungsgeschwindigkeit des Gases von dem Polster fortgerissen
und strömt mit dem Gas in Form zusammengeballter größerer Tropfen zu den Fliehkraftscheidern.
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Die Fliehkraftscheider sind bei hohen Geschwindigkeiten besonders
wirksam. Bei niedrigen Geschwindigkeiten ist die Agglomerationswirkung des Polsters
16 größer, wodurch größere Zusammenballungen entstehen, die in den Fliehkraftscheidern
sehr leicht ausgeschieden werden. Die Wirkungen des Polsters und der Fliehkraftscheiderrohre
ergänzen sich daher gegenseitig je nach der Gasströmgeschwindigkeit.
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Eine Matte nach F i g. 3 und 4 eignet sich besonders für die Agglomeration
der Nebeltröpfchen. Bei dieser Konstruktion wird dünnkalibriger Draht von wenigen
hundertstel Millimetern Durchmesser mit Schlaufen von etwa 5,6 mm Länge in Rundform
mit einem Umfang von der doppelten Dicke des Polsters gewirkt und dann zu einer
Doppellage bzw. doppelschäftigem Band mit glatten Querbändern32 abgeplattet. Dieses
doppelschäftige Band wird dann zu einer Rolle von dem gewünschten Durchmesser aufgewickelt.