VDI 3679 Blatt 3-2010 Wet separators - Mist eliminators.pdf

1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEURENassabscheiderTropfenabscheiderWet separatorsMist eliminatorsVDI 3679Blatt 3 / Part 3Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 6: Abgasreinigung StaubtechnikVDI-RICHTLINIENZubeziehendurch/AvailableatBeuthVerlagGmbH,10772BerlinAlle

2、Rechtevorbehalten/Allrights reservedVereinDeutscherIngenieuree.V.,Dsseldorf2010VervielfltigungauchfrinnerbetrieblicheZweckenichtgestattet/ReproductionevenforinternalusenotpermittedDer Entwurf dieser Richtlinie wurde mit Ankndigung im Bundes-anzeiger einem ffentlichen Einspruchsverfahren unterworfen.

3、Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich.Juni 2010June 2010The draft of this guideline has been subject to public scrutiny afterannouncement in the Bundesanzeiger (Federal Gazette).The German version of this guideline shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with res

4、pect to the English trans-lation. Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . 42 Begriffsklrung . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.1 Tropfen und Tropfengren, Sprh undNebel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.2 Tropfengrenve

5、rteilungen . . . . . . . . . 52.3 Beurteilung von Tropfenabscheidern . . . . 53 Anwendungsgebiete . . . . . . . . . . . . . . 73.1 Definition fr Tropfenabscheider; Abgrenzung zu Nebelabscheider(Aerosolabscheider). . . . . . . . . . . . . 73.2 Entstehungsprozesse fr Tropfen . . . . . . 83.3 Geeignete

6、 Tropfenabscheidersysteme undcharakteristische Grenztropfenbereiche,bezogen auf das System Wasser/Luft,1013 hPa, 20 C . . . . . . . . . . . . . . . 83.4 Charakteristische Anstrmgeschwindig-keiten, bezogen auf das SystemWasser/Luft, 1013 hPa, 20 C . . . . . . . . 93.5 Besondere Randeinflsse . . . . .

7、 . . . . . 93.5.1 Flssigkeitsbeladung . . . . . . . . . 93.5.2 Feststoffanteile in Gas oder Flssigkeit . . . . . . . . . . . . . . 93.5.3 Strmungsverteilung vor Tropfenabscheidern . . . . . . . . . 103.6 Praktische Anwendungsgebiete fr Tropfen- und Nebelabscheider . . . . . . . 103.6.1 Nach Kondensa

8、tionsvorgngen . . . 103.6.2 Nach Zerstubung von Flssigkeiten. 113.6.3 Nach Eruptionsvorgngen . . . . . . 113.6.4 Bei Aerosolbildung. . . . . . . . . . 11Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Clarification of terms .

9、. . . . . . . . . . . . 52.1 Droplets and droplet sizes, coarse and fine spray . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.2 Droplet size distributions. . . . . . . . . . 52.3 Evaluation of mist eliminators . . . . . . . 53 Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73.1 Delimitation of mist elimin

10、ators for coarseand fine spray (aerosols) . . . . . . . . . . 73.2 Droplet generation mechanisms . . . . . . 83.3 Suitable mist eliminator systems andcharacteristic limiting particle diameter ranges, based on the water/air system, 1013 hPa, 20 C . . . . . . . . . . . . . . 83.4 Characteristic approa

11、ch velocities,based on the water/air system, 1013 hPa, 20 C . . . . . . . . . . . . . . 93.5 Specific influencing parameters . . . . . . 93.5.1 Liquid load . . . . . . . . . . . . . 93.5.2 Presence of particles in gas orliquid phase . . . . . . . . . . . . . 93.5.3 Flow velocity distribution upstrea

12、m of mist eliminators. . . . . . . . . . 103.6 Practical applications of mist eliminatorsfor coarse and fine spray . . . . . . . . . . 103.6.1 Subsequent to condensation processes. . . . . . . . . . . . . . . 103.6.2 Subsequent to liquid atomisationsystems . . . . . . . . . . . . . . . 113.6.3 Subse

13、quent eruption processes . . . 113.6.4 In applications involving aerosol formation . . . . . . . . . . . . . . 11FrhereAusgaben:12.01;04.09nderungs-entwurf,deutschFormereditions:12/01;04/09RevisionDraft,inGermanonlyFachbereich UmweltschutztechnikICS 13.040.40, 13.060.99Kommission Reinhaltung der Luf

14、t im VDI und DIN Normenausschuss KRdLB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2010 2 VDI 3679 Blatt 3 / Part 3Seite4 Grundlagen der Tropfenabscheidung. . . . . 114.1 Krfte auf den einzelnen Tropfen. . . .

15、. . 124.2 Trgheitsabscheidung. . . . . . . . . . . . 134.3 Diffusionsabscheidung . . . . . . . . . . . 144.4 Abscheideprinzipien . . . . . . . . . . . . 144.5 Berechnungsgrundlagen . . . . . . . . . . 154.6 Entwsserung . . . . . . . . . . . . . . . . 164.6.1 Entwsserung in Tropfenabschei-dern mit ve

16、rtikaler Anstrmung . . . 164.6.2 Entwsserung in Tropfenabschei-dern mit horizontaler Anstrmung. . 164.7 Einflsse, die zu nderungen imTropfenspektrum fhren . . . . . . . . . . 175 Tropfenmessung . . . . . . . . . . . . . . . . 185.1 Notwendigkeit der Tropfenmessung . . . . 185.2 Begriffserklrung . .

17、. . . . . . . . . . . . 185.3 Messgren, Messverfahren . . . . . . . . 195.3.1 Grundstzliche berlegungen . . . . 195.3.2 In-situ-Verfahren zur Bestimmung der Tropfengrenverteilung und des Tropfenmassenstroms . . . . . . 195.3.2.1 Probenehmende Tropfen-messverfahren (Impaktor-verfahren) . . . . . . .

18、. . . 205.3.2.2 Optische Verfahren . . . . . 215.3.2.3 Anmerkungen zur Auswertung . . . . . . . . . 215.3.3 Indirekte probenehmende Verfahren zur Bestimmung der Tropfenbeladung 225.3.4 Reprsentative Beprobung . . . . . . 235.3.5 Weitere Messverfahren zur Charakterisierung von Tropfen . . . 245.4 Pra

19、xisbezogene Messverfahren. . . . . . . 245.4.1 bliche Messverfahren fr Tropfen-restgehalte nach Tropfenabscheidernin Gaswschern . . . . . . . . . . . 245.4.2 bliche Messverfahren fr Tropfen-restgehalte nach Tropfenabscheidernin Nasskhltrmen . . . . . . . . . . 255.4.3 bliche Messverfahren frTropfenr

20、estgehalte in derProzesstechnik bzw. Eindampf-anlagen . . . . . . . . . . . . . . . . 276 Ausfhrungsformen von Tropfenabscheidernund ihre wesentlichen Eigenschaften . . . . 276.1 Lamellen-Tropfenabscheider . . . . . . . . 276.1.1 Tropfenabscheider fr vertikale Anstrmung . . . . . . . . . . . . . 306

21、.1.2 Tropfenabscheider fr horizontaleAnstrmung . . . . . . . . . . . . . 33Page4 Fundamentals of mist elimination . . . . . . 114.1 Forces acting on the individual droplet . . 124.2 Inertial collection. . . . . . . . . . . . . . 134.3 Diffusion collection . . . . . . . . . . . . 144.4 Separation pri

22、nciples . . . . . . . . . . . . 144.5 Calculation basis . . . . . . . . . . . . . . 154.6 Drainage . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164.6.1 Drainage in vertical upflow mist eliminators. . . . . . . . . . . . . . 164.6.2 Drainage in horizontal-flow mist eliminators. . . . . . . . . . . . . . 164.7

23、 Influences leading to changes in the droplet spectrum . . . . . . . . . . . . . . 175 Droplet measurement . . . . . . . . . . . . . 185.1 Necessity of droplet measurement . . . . . 185.2 Termclarification . . . . . . . . . . . . . . 185.3 Measured quantities, measurement methods195.3.1 Basic consid

24、erations. . . . . . . . . 195.3.2 In-situ methods for determining thedroplet size distribution and the droplet mass flow . . . . . . . . . . 195.3.2.1 Sampling methods fordroplet measurement(impactor method) . . . . . 205.3.2.2 Optical methods . . . . . . 215.3.2.3 Notes on evaluation. . . . . 215.3

25、.3 Indirect sampling methods for determining the droplet load . . . . 225.3.4 Representative sampling. . . . . . . 235.3.5 Other measurement methods for characterising droplets. . . . . . . . 245.4 Measurement methods used in industrialpractice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245.4.1 Common me

26、asurement methods for residual droplet loads downstream ofmist eliminators in gas scrubbers . . 245.4.2 Common measurement methods forresidual droplet loads downstream of mist eliminators in wet coolingtowers . . . . . . . . . . . . . . . . 255.4.3 Common measurement methods forresidual droplet load

27、s in industrial process applications, especially afterevaporation systems . . . . . . . . . 276 Types of mist eliminator and their chief characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . 276.1 Baffle mist eliminators . . . . . . . . . . . 276.1.1 Vertical upflow baffle mist eliminators. . . . . . .

28、. . . . . . . 306.1.2 Horizontal-flow baffle mist eliminators. . . . . . . . . . . . . . 33B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2010 VDI 3679 Blatt 3 / Part 3 3 Seite6.2 Rohrabscheider als Vorabscheider be

29、i verschmutzungsgefhrdeten Anlagen . . . 346.3 Fliehkraft-Tropfenabscheider. . . . . . . . 346.3.1 Drallrohrabscheider . . . . . . . . . 346.3.2 Zyklonabscheider . . . . . . . . . . 356.4 Gestrick-Tropfenabscheider . . . . . . . . 376.4.1 Gestrickabscheider mit bevorzugt zweidimensionaler Faserorien

30、tierung 376.4.2 Gestrickabscheider mit dreidimen-sionaler Faserorientierung . . . . . . 386.5 Kombinationen von Tropfenabscheidern . . 396.5.1 Lamellenabscheider mit Agglomerator . . . . . . . . . . . . 396.5.2 Abscheiderkombinationen, bestehend aus Vor- und Nachabscheider . . . . . . . . . . . 406.

31、6 Werkstoffe fr Tropfenabscheider . . . . . 417 Spl- und Reinigungseinrichtungen . . . . . 428 Beispiele ausgefhrter Tropfenabscheider. . 438.1 Zyklonabscheider . . . . . . . . . . . . . . 438.2 Abscheider in der Prozesstechnik: Beispiel Erdgasaufbereitung . . . . . . . . . . . . . 448.3 Tropfenabsc

32、heider in einem Nasskhlturm. 468.4 Tropfenabscheider hinter Rauchgas-wschern . . . . . . . . . . . . . . . . . . 468.5 Klimaanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . 488.6 Verdampfer . . . . . . . . . . . . . . . . . 499 Nebelabscheider (Aerosolabscheider) . . . . 509.1 Nasselektrofilter zur Nebelabsc

33、heidung . . 519.2 Nassabscheider als Nebelabscheider . . . . 529.3 Filternde Abscheider als Nebelabscheider . 5310 Beispiele ausgefhrter Aerosolabscheider . 5410.1 Rohrspalt-Venturiwscher . . . . . . . . 5410.2 Aerosol- und Feinstaubabscheidesystem 5610.3 Nasselektrofilter . . . . . . . . . . . . .

34、5710.4 Aerosol-Faserfilter . . . . . . . . . . . . 5911 Technische Gewhrleistung; Betrieb und Instandhaltung . . . . . . . . . 6011.1 Gewhrleistungszeitraum . . . . . . . . 6011.2 Gewhrleistungsvoraussetzungen . . . . 6011.3 Leistungsgarantie und Nachweis-methode . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

35、11.4 Umrechnung von Abnahme- und Auslegungsbedingungen. . . . . . . . . 6111.5 Betrieb und Instandhaltung . . . . . . . 62Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63Page6.2 Tube mist eliminators used aspre-separators for plants subject to fouling 346.3 Centrifugal mist eliminators . . .

36、. . . . . 346.3.1 Swirl-flow separator. . . . . . . . . 346.3.2 Cyclone separator . . . . . . . . . . 356.4 Knitted wire-mesh mist eliminators . . . . 376.4.1 Knitted wire-mesh mist eliminators with predominantly two-dimen-sional fibre orientation. . . . . . . . 376.4.2 Knitted wire-mesh mist elimin

37、atorswith three-dimensional fibre orientation . . . . . . . . . . . . . . 386.5 Combinations of mist eliminators . . . . . 396.5.1 Combination of baffle units and agglomerators . . . . . . . . . . . . 396.5.2 Mist eliminator combinations consisting of coarse and fine separators . . . . . . . . . . .

38、 . . . 406.6 Construction materials for mist eliminators 417 Rinsing and cleaning equipment . . . . . . . 428 Examples of commercial mist eliminators . . 438.1 Cyclone separator . . . . . . . . . . . . . 438.2 Mist eliminator in the chemical process industry: example natural gas treatment . . 448.3

39、Mist eliminator in a wet cooling tower. . . 468.4 Mist eliminators downstream of flue gasscrubbers . . . . . . . . . . . . . . . . . . 468.5 Air conditioning systems. . . . . . . . . . 488.6 Evaporators . . . . . . . . . . . . . . . . 499 Mist eliminators for fine spray(aerosol collectors) . . . . .

40、 . . . . . . . . . 509.1 Wet electrostatic precipitators for aerosol collection . . . . . . . . . . . . . . . . . . 519.2 Wet separators for aerosol collection. . . . 529.3 Filtering separators for aerosol collection . 5310 Examples of commercial aerosol collectors 5410.1 Tube-slot Venturi scrubber

41、. . . . . . . 5410.2 Aerosol and fine dust collection system. 5610.3 Wet electrostatic precipitator . . . . . . 5710.4 Fibre filters for aerosol collection . . . . 5911 Performance guarantees, warranties;operation and maintenance . . . . . . . . . 6011.1 Guarantee period . . . . . . . . . . . . 6011

42、.2 Guarantee basis . . . . . . . . . . . . . 6011.3 Performance guarantee and verification method . . . . . . . . . . . 6011.4 Conversion to standard conditions . . . 6111.5 Operation and maintenance . . . . . . . 62Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63B55EB1B3E14C22109E918E8EA43ED

43、B30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2010 4 VDI 3679 Blatt 3 / Part 3VorbemerkungDer Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Be-achtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richt-linie VDI 1000.Alle Rechte, insbesondere die des

44、 Nachdrucks, derFotokopie, der elektronischen Verwendung und derbersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstndig,sind vorbehalten.Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wahrungdes Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenz-bedingungen (www.vdi-richtlinien.de), die in denVDI-Merkblttern gerege

45、lt sind, mglich.Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieserVDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt.Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltter dieserRichtlinienreihe ist im Internet abrufbar unterwww.vdi.de/3679.1 AnwendungsbereichDie Richtlinienreihe VDI 3679 beschreibt die Nass-abscheidung

46、 als ein Verfahren zur Abgasreinigung.Nassabscheider dienen der Entfernung fester, flssi-ger oder gasfrmiger Verunreinigungen aus einemGas. Dabei werden die Verunreinigungen an die in dieStrmung eingebrachte Waschflssigkeit gebundenund mit dieser zusammen abgeschieden. Die Abschei-demechanismen bei

47、Partikeln und bei Gasmoleklenunterscheiden sich allerdings wesentlich.Neben dem Transport der Partikel und Gasmoleklezur Waschflssigkeit und der Anlagerung an dieWaschflssigkeit mssen die Flssigkeitstropfen an-schlieend in sogenannten Tropfenabscheidern ausdem Gasstrom entfernt werden. Diese Tropfen

48、ab-scheider werden in der hier vorliegenden Richtliniebehandelt. Darber hinaus werden auch Tropfenab-scheider aus anderen Anwendungsbereichen behan-delt, bei denen es um die Abreinigung flssiger Ver-unreinigungen geht, z.B. bei Khltrmen, Eindampf-prozessen, in der Klimatechnik und die sogenanntenNeb

49、el- bzw. Aerosolabscheider. Auch im Nebel-bzw. Aerosolabscheider werden Flssigkeitspartikelabgeschieden. Die Tropfengren liegen dabei imFeinst-, das heit im Mikrometerbereich.VDI 3679 Blatt 1 umfasst die Verfahren zur Abschei-dung fester oder flssiger Verunreinigungen. Die Ab-scheidung gasfrmiger Verunreinigungen in Nassab-scheidern wird in VDI 3679 Blatt 2 behandelt.Weitere relevante Richtlinien zur Partikel- bzw. Trop-fenabscheidung sind: VD