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Biotech Regulatory and Quality Support

Achieving compliance in a regulatory industry

 

Die Auswirkung des Designs auf die Größenbestimmung

 

Das Ziel bei der Verbesserungen des Koaleszerdesign ist die Effizienzmaximierung bei gleichzeitiger Verhinderung eines Wiedereinschlusses von Flüssigkeiten. Ein Wiedereinschluss tritt auf, wenn auf einem Koaleszerelement gesammelte Flüssigkeitstropfen von ausströmendem Gas abgetragen werden. Dies geschieht, wenn die Geschwindigkeit des ausströmenden Gases, die Ringraumgeschwindigkeit, die Schwerkraft des ablaufenden Tropfens übersteigt. 

Die Wichtigkeit einer korrekten Koaleszer-Größenbestimmung wurde bereits erwähnt. Bei Design und Größenbestimmung eines Koaleszers müssen die folgenden Parameter beachtet werden:

 

  • Gasgeschwindigkeit durch das Medium,
  • Ringraumgeschwindigkeit von aus dem Medium austretenden Gas,
  • Konzentrationen von festen und flüssigen Aerosolen im Einlassgas und
  • Entleerfähigkeit des Koaleszers

 

Jeder dieser Faktoren mit Ausnahme der Aerosol-Einlasskonzentration kann gesteuert werden. Bei einem konstanten Gasfluss kann die Mediengeschwindigkeit gesteuert werden, indem entweder die Grobheit der Porenstruktur des Mediums verändert oder die Anzahl der verwendeten Elemente erhöht oder verringert wird. Je gröber das Medium, desto geringer ist jedoch die Effizienz des Koaleszers bei der Flüssigkeitsabscheidung. 

Bei einem konstanten Gasfluss kann die Auslassgeschwindigkeit des Gases gesteuert werden, indem die Größe des Behälters oder des Raums zwischen den Elementen erhöht oder verringert wird. 

Die Drainage kann entweder durch Auswahl von Koaleszermaterialien mit geringer Oberflächenenergie oder durch Behandlung des Koaleszermediums mit einer Chemikalie, die die Oberflächenenergie des Mediums auf einen Wert unterhalb der Oberflächenspannung der zu koaleszierenden Flüssigkeit senkt, verbessert werden.13 Ein Material mit geringer Oberflächenenergie verhindert ein Benetzen des Filtermediums mit Flüssigkeit und beschleunigt die Drainage von Flüssigkeiten entlang der Medienfasern herab. Die auf dem Fasermaterial koaleszierte Flüssigkeit fällt schnell durch das Fasernetzwerk, ohne sich in den Poren anzusammeln; dort würde es ansonsten durch das Gas durch die Poren gedrückt und wieder mitgeführt werden. Abbildung 6 zeigt den Effekt, den eine chemische Behandlung auf den Koaleszer haben kann. Hier ist gezeigt, dass die maximale Durchflussrate eines chemisch behandelten Koaleszers bei mehr als dem Doppelten eines ähnlichen, unbehandelten Elements liegt. 

 

 

Die Auswirkung des Designs auf die Größenbestimmung

 

Das Ziel bei der Verbesserungen des Koaleszerdesign ist die Effizienzmaximierung bei gleichzeitiger Verhinderung eines Wiedereinschlusses von Flüssigkeiten. Ein Wiedereinschluss tritt auf, wenn auf einem Koaleszerelement gesammelte Flüssigkeitstropfen von ausströmendem Gas abgetragen werden. Dies geschieht, wenn die Geschwindigkeit des ausströmenden Gases, die Ringraumgeschwindigkeit, die Schwerkraft des ablaufenden Tropfens übersteigt. 

Die Wichtigkeit einer korrekten Koaleszer-Größenbestimmung wurde bereits erwähnt. Bei Design und Größenbestimmung eines Koaleszers müssen die folgenden Parameter beachtet werden:

 

  • Gasgeschwindigkeit durch das Medium,
  • Ringraumgeschwindigkeit von aus dem Medium austretenden Gas,
  • Konzentrationen von festen und flüssigen Aerosolen im Einlassgas und
  • Entleerfähigkeit des Koaleszers

 

Jeder dieser Faktoren mit Ausnahme der Aerosol-Einlasskonzentration kann gesteuert werden. Bei einem konstanten Gasfluss kann die Mediengeschwindigkeit gesteuert werden, indem entweder die Grobheit der Porenstruktur des Mediums verändert oder die Anzahl der verwendeten Elemente erhöht oder verringert wird. Je gröber das Medium, desto geringer ist jedoch die Effizienz des Koaleszers bei der Flüssigkeitsabscheidung. 

Bei einem konstanten Gasfluss kann die Auslassgeschwindigkeit des Gases gesteuert werden, indem die Größe des Behälters oder des Raums zwischen den Elementen erhöht oder verringert wird. 

Die Drainage kann entweder durch Auswahl von Koaleszermaterialien mit geringer Oberflächenenergie oder durch Behandlung des Koaleszermediums mit einer Chemikalie, die die Oberflächenenergie des Mediums auf einen Wert unterhalb der Oberflächenspannung der zu koaleszierenden Flüssigkeit senkt, verbessert werden.13 Ein Material mit geringer Oberflächenenergie verhindert ein Benetzen des Filtermediums mit Flüssigkeit und beschleunigt die Drainage von Flüssigkeiten entlang der Medienfasern herab. Die auf dem Fasermaterial koaleszierte Flüssigkeit fällt schnell durch das Fasernetzwerk, ohne sich in den Poren anzusammeln; dort würde es ansonsten durch das Gas durch die Poren gedrückt und wieder mitgeführt werden. Abbildung 6 zeigt den Effekt, den eine chemische Behandlung auf den Koaleszer haben kann. Hier ist gezeigt, dass die maximale Durchflussrate eines chemisch behandelten Koaleszers bei mehr als dem Doppelten eines ähnlichen, unbehandelten Elements liegt.