Quench-Kühlung

BETE Düsen werden weltweit in industriellen Quench Anwendungen eingesetzt. In vielen Prozessen entstehen heiße Gase (beispielsweise durch Verbrennungsprozesse), die leicht nachgeschaltete Anlagenteile beschädigen könnten. Der schnellste und effektivste Weg diese heißen Gase abzukühlen, ist das Verdampfen einer eingedüsten Flüssigkeit in den Gasstrom. Das Ändern des Aggregatzustands der eingedüsten Flüssigkeit zu Dampf verbraucht im Vergleich zur Direktkühlung enorme Energiemengen. Beispielsweise erfordert das Erhitzen von Wasser von 0°C auf 100°C etwa 418 kj/kg. Die Umwandlung des gleichen Wassers von flüssig in Dampf bei 100°C würde etwa 2320 kj/kg erfordern. Das ist mehr als das fünffache der Energie. Die für das Verdampfen verwendete Energie wird dabei dem heißen Gas entzogen, wodurch dessen Temperatur gesenkt wird.

Daher wird bei der Verdampfungskühlung ein Wassernebel in das heiße Gas eingedüst. In vielen Fällen handelt es sich um Rauchgase aus Verbrennungsprozessen. Durch die Zerstäubung in feinste Tropfen wird die Oberfläche vergrößert und die Verdampfungsrate nimmt zu. Die Verdampfungsrate ist oftmals von entscheidender Bedeutung, da das Gas seine Endtemperatur an einem bestimmten Punkt im Prozess erreicht haben muss. Entscheidende Einflussgrößen auf die Verdampfungsrate sind dabei die Tropfengröße, die Differenztemperatur und der Partialdruck.

Unsere Anwendungsingenieure können Ihnen, auf Basis der Daten aus dem Quench-Anfrageblatt, die erforderliche Wassermenge, den Betriebsdruck und die für die Verdampfung notwendige Tropfengröße berechnen und Ihnen somit die richtige Düse für Ihre Anwendung empfehlen.

Dabei ist zu beachten, das Düsen stets ein polydisperses Tropfenspektrum erzeugen, d.h. alle Tropfen sind unterschiedlich groß. Nur mit dem entsprechenden Fachwissen ist die richtige Düsenauswahl möglich. Deswegen führen BETE Anwendungsingenieure bei jedem Projekt detaillierte thermodynamische Berechnungen durch um die optimale Düse, Tropfengröße und den optimalen Druck zu bestimmen.

Für kritische Anwendungen bzw. für Anwendungen mit komplexer Geometrie kann Ihnen BETE CFD (Computational Fluid Dynamics) Analysen als Vertragsdienstleistungen anbieten. Mit Hilfe von CFD Analysen können dann Eignung und Wirksamkeit der vorgeschlagenen Lösungen überprüft werden.