Droppavskiljning
Vilka andra faktorer påverkar rätt val och dimensionering av en droppavskiljare?
Förutom droppstorlek, tillåtet tryckfall och önskad avskiljningsgrad finns det ett antal andra viktiga faktorer att ta hänsyn till vid val och optimal dimensionering av droppavskiljare.
Gasflöde och processvariationer
En av de viktigaste faktorerna för design och dimensionering av en droppavskiljare är gasflöde i relation till area (net), då varje typ av droppavskiljare har en maxhastighet. Separeringen optimeras vid maxhastigheten. Om maxhastigheten överskrids drar gasen med sig droppar och s k ’flooding’ uppstår.
Normalt sett designas en droppavskiljare baserat på processens maxflöde. I flödesintervallet under maxflödet ökar droppavskiljarens effektivitet i takt med en ökning av gasflödet. Samtidigt ökar tryckfallet kvadratiskt, vilket bl a leder till ökade driftskostnader. I de fall där det är stora processvariationer mellan maxflöde och nominellt flöde, eller om processen mycket sällan uppnår maxflöde, är det viktigt att göra en avvägning i designen för att inte tappa alltför mycket effektivitet och för att optimera driftskostnader. Det är alltså viktigt att känna till och noga ange hur processflödet ser ut i verkligheten.
För en droppavskiljare anges vid varje given hastighet:
- effektivitet – % av droppar ≥x µm som separeras ur gasflödet
- limit drop size – den minsta droppstorleken (x) som separeras ur gasflödet
- tryckfall över droppavskiljaren
Driftstemperatur
För korrekt design av droppavskiljare är det viktigt att ta hänsyn till processen och dess processvariationer. Driftstemperaturintervall avgör oftast materialval på droppavskiljaren.
Vätskebelastning
Inom området för fysikaliska egenskaper hos gas och vätska bestäms den tillåtna vätskebelastningen främst av gasdensitet, vätskans ytspänning samt viskositet.
Vid vertikalt flöde beror tillåten vätskebelastningen även på:
- Gashastighet – ju högre hastighet (upp till maxhastigheten), desto lägre förväntad vätskemängd uppströms
- Avstånd mellan lamellerna – den tillåtna vätskebelastningen ökar med minskande avstånd mellan lamellerna
- Vid mycket hög vätskebelastning rekommenderas en tvåstegsseparator
Vid horisontellt flöde beror tillåten vätskebelastning även på:
- Antal lameller och avstånd mellan lamellerna
- Höjd vs bredd på droppavskiljaren – med samma area kan en bredare droppavskiljare hantera mer vätska
- För att öka den maximala vätskebelastningen kan profiler med krokar användas
Gasflödets riktning
Gasflödes riktning, dvs vertikalt eller horisontellt, bestämmer vilken typ av droppavskiljare som ska användas och hur installationen görs.
Risk för igensättning
Partiklar i gasflödet medför en risk för igensättning. För att minska risken går det att installera ett spolsystem med inställd spolsekvens, alternativt med trycksensorer som initierar en spolsekvens vid ökat tryckfall över droppavskiljaren.
Utrymme
Tillgängligt utrymme för droppavskiljaren kan ibland vara kritiskt. Finns det begränsningar i bredd eller höjd? Oftast tillverkas droppavskiljaren i sektioner för att installeras genom en manlucka och även för att kunna ta ut sektionerna genom manluckan för att utföra underhåll.
När det gäller nya installationer kan en rätt dimensionerad droppavskiljare bidra till att kärlets eller tornets diameter går att minska, vilket leder till kostnadsbesparingar. Om tornets dimensioner styrs av annan kolonninredning kan aktiv area för droppavskiljaren reduceras till en rektangulär eller kvadratisk yta, vilket optimerar droppavskiljningen samt reducerar kostnaden.