Technisches Datenblatt CALDYN Zweistoffdüsen CSL
Technisches Datenblatt CALDYN Zweistoffdüsen CSL
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TECHNISCHE INFORMATION <strong>CSL</strong> 2013<br />
<strong>CALDYN</strong> <strong>Zweistoffdüsen</strong> <strong>CSL</strong><br />
Apparatebau GmbH
Funktionsprinzip<br />
Bei dem von <strong>CALDYN</strong> entwickelten<br />
Zerstäubungsprinzip werden Flüssigkeit<br />
und Druckluft bei relativ<br />
niedriger Geschwindigkeit in einer<br />
Mischkammer zusammengeführt<br />
und auf die Schallgeschwindigkeit<br />
des Zweiphasengemisches beschleunigt.<br />
Der hierdurch am<br />
Düsenaustritt erzeugte Drucksprung<br />
bewirkt bei der Expansion des<br />
Gemisches in die Gasatmosphäre<br />
die Zerteilung der flüssigen Phase<br />
in feine Tropfen (siehe Abb.).<br />
Funktionsweise <strong>CALDYN</strong> Düsen <strong>CSL</strong><br />
Da die charakteristische Schallgeschwindigkeit<br />
eines Flüssigkeits-<br />
Gas-Gemisches deutlich geringer<br />
ist als die Schallgeschwindigkeit<br />
der Gas- und Flüssigkeitsphase<br />
(siehe Abb.), ergeben sich in der<br />
Düse geringe Reibungs- und Beschleunigungsdruckverluste.<br />
Der<br />
für die Zerstäubung erforderliche<br />
Drucksprung am Düsenaustritt ist<br />
daher mit geringem Energieeinsatz<br />
erreichbar. Die Schallgeschwindigkeit<br />
des Flüssigkeits-Gas-Gemisches<br />
ist in einem weiten Bereich des<br />
Gasvolumenanteils nahezu konstant<br />
(siehe Abb.). Dies ermöglicht die<br />
kontrollierte Zerstäubung stark veränderlicher<br />
Flüssigkeitsmengen.<br />
Eigenschaften<br />
Die <strong>CALDYN</strong> <strong>Zweistoffdüsen</strong> erzeugen<br />
ein definiertes enges Tropfenspektrum.<br />
Durch Variation des<br />
Eingangsdrucks und der Flüssigkeitsmenge<br />
lassen sich unterschiedliche<br />
Wurfweiten und Tropfengrößenverteilungen<br />
erzielen. Die Flüssigkeitsmenge<br />
lässt sich vom Maximaldurchsatz<br />
bis zum Nulldurchsatz<br />
stufenlos regeln. Der Sprühwinkel<br />
einer einzelnen <strong>CALDYN</strong> Düse<br />
beträgt nur 15°. Damit lässt sich<br />
eine Zerstäubung auch in kleinsten<br />
Kanälen realisieren. Die Kombination<br />
von Einzeldüsen in einem Düsenkopf<br />
oder entlang einer Lanze (vgl. Typenübersicht)<br />
ermöglicht die Erzeugung<br />
beliebiger Sprühwinkel und erlaubt<br />
damit eine optimale Anpassung an<br />
verschiedene Kanal- oder Behälterquerschnitte.<br />
Der Einsatz von Zerstäubungsdüsen<br />
in verfahrenstechnischen Prozessen<br />
erfordert eine sichere Bestimmung<br />
der Sprüheigenschaften. Neben den<br />
theoretischen Berechnungsmethoden<br />
wurden daher am <strong>CALDYN</strong><br />
Versuchsstand umfangreiche<br />
Tropfengrößenmessungen mittels<br />
eines PDPA-Lasermessgeräts<br />
durchgeführt (siehe Abb.).<br />
PDPA-Messung Tropfengrößen und<br />
Geschwindigkeiten<br />
PDPA-Messprotokoll<br />
<strong>CALDYN</strong> Düsen haben, bedingt<br />
durch das Zerstäubungsprinzip mit<br />
innerer Mischung, große Austrittsöffnungen<br />
und arbeiten mit geringen<br />
Strömungsgeschwindigkeiten.<br />
Daher können sowohl feststoffhaltige<br />
Flüssigkeiten (bspw. Abwasser,<br />
Kalkmilch oder Klärschlamm) als<br />
auch hochviskose Flüssigkeiten zerstäubt<br />
werden.<br />
Neben der Tropfengrößenverteilung<br />
ist in vielen Anwendungsfällen die<br />
Wurfweite des Düsensprays von<br />
Interesse. Das <strong>CALDYN</strong> Auslegungsprogramm<br />
ermöglicht die<br />
Bestimmung der Geschwindigkeitsprofile<br />
im Sprühstrahl für die<br />
unterschiedlichsten Auslegungsbedingungen<br />
(siehe Abb.).<br />
Sendeoptik<br />
Lasermessgerät<br />
Auslegungsprogramm <strong>CALDYN</strong> Düse<br />
<strong>CSL</strong><br />
Schallgeschwindigkeit Luft/Wasser-<br />
Gemisch<br />
Tropfengeschwindigkeitsverteilung
Regelung<br />
Inbetriebnahme<br />
Der empfohlene Mindestdruck auf<br />
der Treibgasseite am Düseneintritt<br />
beträgt 2,2 bar (ü). Durch die innere<br />
Mischung von Flüssigkeit und Treibgas<br />
herrscht an der Mischkammer<br />
der Düse gleicher Druck auf der<br />
Flüssigkeit- und Treibgasseite.<br />
Die Regelung der Flüssigkeitsmenge<br />
erfolgt über ein Regelventil (Hand-,<br />
Pneumatik- oder Motorantrieb). Aufgrund<br />
der Druckdifferenz über dem<br />
Regelventil muss auf der Flüssigkeitsseite<br />
der Vordruck mindestens<br />
0,5 bar (ü) über dem Treibgasdruck<br />
liegen. Auf der Treibgasseite wird<br />
über ein selbsttätiges Druckregelventil<br />
ein konstanter Vordruck an<br />
der Düse eingestellt (siehe Abb.).<br />
Die Treibgasmenge stellt sich, abhängig<br />
von der eingestellten Flüssigkeitsmenge,<br />
in der Düse automatisch<br />
ein.<br />
Aufgrund der inneren Mischung<br />
von Flüssigkeit und Treibgas steigt<br />
der Treibgasverbrauch bei sinkender<br />
Flüssigkeitsmenge an (größerer<br />
freier Querschnitt für die Gasphase<br />
in der Düse). Um einen zu hohen<br />
Treibgasverbrauch im Teillastbetrieb<br />
zu vermeiden, kann ein selbsttätiges<br />
Durchflussregelventil nach dem<br />
Druckregelventil vorgesehen werden<br />
(siehe Abb.). Dieses Ventil hält<br />
durch Druckänderungen vor der<br />
Düse die Treibgasmenge unabhängig<br />
von der eingestellten Flüssigkeitsmenge<br />
konstant. Die<br />
Flüssigkeitsmenge kann von Nulldurchsatz<br />
bis zur maximalen Menge<br />
stufenlos geregelt werden.<br />
Bei Verwendung eines Durchflussregelventils<br />
ist ein Mindestvordruck<br />
von 3 bar (ü) erforderlich.<br />
Zur Erzielung optimaler Einstellbedingungen<br />
empfehlen wir, die Zulaufleitung<br />
für die Flüssigkeit auf eine<br />
Geschwindigkeit von 1-3 m/s bei<br />
Maximallast auszulegen.<br />
Die Flüssigkeitsleitung sollte möglichst<br />
steigend zur Düse hin verlegt<br />
werden, um Lufteinschlüsse mit der<br />
Gefahr von Pulsationen zu vermeiden.<br />
Die Treibgasleitung sollte auf eine<br />
Gasgeschwindigkeit von 10-20 m/s<br />
dimensioniert werden.<br />
Einzeldüsen und Lanzen mit einem<br />
Düseneinsatz (Typen <strong>CSL</strong>_A,<br />
<strong>CSL</strong>_C, <strong>CSL</strong>_DE und <strong>CSL</strong>_DEK<br />
gemäß der nachfolgenden Typenübersicht)<br />
können in horizontaler,<br />
vertikaler oder beliebiger anderer<br />
Position montiert werden. Bei<br />
Lanzen mit mehreren Düseneinsätzen<br />
ergeben sich je nach Typ<br />
Einschränkungen für die Einbauposition.<br />
Aufgrund der inneren Mischung<br />
von Flüssigkeit und Treibgas in<br />
der Düse empfehlen wir, am Treibgasanschluss<br />
ein Rückschlagventil<br />
anzubringen (siehe Abb.). Damit<br />
wird verhindert, dass beim Ausfall<br />
der Treibgasversorgung Flüssigkeit<br />
in die Treibgasleitung läuft.<br />
Bei der Inbetriebnahme ist zunächst<br />
immer die Treibgasleitung zu öffnen.<br />
Wenn sich der erforderliche Druck<br />
vor der Düse aufgebaut hat, kann<br />
die gewünschte Flüssigkeitsmenge<br />
zu dosiert werden. Beim Abschalten<br />
ist zuerst die Flüssigkeitsleitung<br />
zu schließen. Damit die Restflüssigkeit<br />
in der Düse zerstäubt wird,<br />
sollte die Treibgasleitung für eine<br />
Nachlaufzeit von ca. 30-60 Sekunden<br />
geöffnet bleiben. Anschließend<br />
die Treibgasleitung schließen.<br />
Gerechnetes Geschwindigkeitsprofil<br />
einer <strong>CALDYN</strong> Düse <strong>CSL</strong><br />
Regelung einer <strong>CALDYN</strong> Düse <strong>CSL</strong>
Typ : <strong>CSL</strong>_A<br />
Beschreibung : Einzeldüse<br />
Medienanschlüsse:<br />
• Innengewinde (DIN ISO 228)<br />
Anwendungen : Verdüsung von Flüssigkeiten<br />
in Laborapparaten, Mischern etc.<br />
Material : 1.4571, Alloy C22, 1.4841, 1.4828,<br />
PP, PVDF, PTFE, andere Werkstoffe auf<br />
Anfrage<br />
Typ : <strong>CSL</strong>_C<br />
Beschreibung : Einzeldüse mit vorgezogener<br />
Mischkammer<br />
Medienanschlüsse:<br />
• Gewinde (ISO oder NPT)<br />
• Rohr (Schneidringverschraubungen)<br />
Behälteranschlüsse:<br />
• Klemmringverschraubung (verschiebbar)<br />
• Trägerflansch (DIN oder ANSI)<br />
Anwendungen : Verdüsung von Flüssigkeiten in<br />
Apparaten mit kleinen Einbauöffnungen und/oder<br />
großen Einbautiefen. Durch Verwendung einer<br />
verschiebbaren Klemmringverschraubung (siehe<br />
Abbildung) kann die Einbautiefe auch nachträglich<br />
verändert werden.<br />
Eindüsung von Harnstofflösung oder Ammoniakwasser<br />
in SNCR-Verfahren.<br />
Material : 1.4571, Alloy 600, Alloy C22, andere<br />
Werkstoffe auf Anfrage
Typ : <strong>CSL</strong>_DE<br />
Beschreibung : Zerstäubungslanze mit einem<br />
ausschraubbaren Düseneinsatz. Sprührichtung<br />
in Lanzenachse oder geneigt mit einem Winkel.<br />
Medienanschlüsse:<br />
• Gewinde (ISO oder NPT)<br />
• Rohr (Schneidringverschraubungen)<br />
• Flansche (DIN oder ANSI)<br />
Behälteranschlüsse:<br />
• Trägerflansch (DIN oder ANSI)<br />
Sonderausführungen:<br />
• Schutzrohr mit Anschluss für Schleierluft<br />
• Verschiebevorrichtung für variable Einbautiefen<br />
• Wassergekühlte Ausführung<br />
• Düseneinsatz aus Sintermetall bei Verdüsung<br />
von abrasiven Stoffen<br />
Anwendungen : Eindüsung von Harnstofflösung oder<br />
Ammoniakwasser in SCR-Verfahren, Quenching,<br />
Sprühabsorption, Aerosolvergrößerung, Luftbefeuchtung<br />
Material : 1.4571, 1.4841, 1.4828, Alloy 600,<br />
Alloy C22<br />
Typ : <strong>CSL</strong>_DEK<br />
Beschreibung : Kunststoff-Zerstäubungslanze mit<br />
einem ausschraubbaren Düseneinsatz.<br />
Sprührichtung in Lanzenachse oder senkrecht<br />
zur Lanzenachse.<br />
Medienanschlüsse:<br />
• PP-Losflansche mit Stahleinlage.<br />
Vorschweißbunde aus PP oder PVDF<br />
Behälteranschlüsse:<br />
• Trägerflansch (DIN)<br />
Sonderausführungen:<br />
• Düseneinsatz aus PTFE<br />
Anwendungen : Eindüsung von Flüssigkeiten in<br />
Wäschersystemen, Aerosolvergrößerung, Luftbefeuchtung<br />
Material : PP, PVDF
Typ : <strong>CSL</strong>_DMR<br />
Beschreibung : Zerstäubungslanze mit mehreren<br />
ausschraubbaren Düseneinsätzen.<br />
Sprührichtung zur Lanzenachse geneigt mit einem<br />
Winkel.<br />
Medienanschlüsse:<br />
• Gewinde (ISO oder NPT)<br />
• Flansche (DIN oder ANSI)<br />
Behälteranschlüsse:<br />
• Trägerflansch (DIN oder ANSI)<br />
• Sonderflansche (bspw. Rechteckflansch)<br />
Sonderausführungen:<br />
• Verschiebevorrichtung für variable Einbautiefen<br />
• Schutzrohr mit Anschluss für Schleierluft<br />
• Wassergekühlte Ausführung<br />
Anwendungen : Eindüsung von Harnstofflösung oder<br />
Ammoniakwasser in SCR-Verfahren, Quenching,<br />
Aerosolvergrößerung, Luftbefeuchtung<br />
Material : 1.4571, 1.4841, 1.4828, Alloy 600,<br />
Alloy C22<br />
Typ : <strong>CSL</strong>_DMRK<br />
Beschreibung : Kunststoff-Zerstäubungslanze mit<br />
mehreren ausschraubbaren Düseneinsätzen.<br />
Sprührichtung senkrecht zur Lanzenachse.<br />
Medienanschlüsse:<br />
• PP-Losflansche mit Stahleinlage.<br />
Vorschweißbunde aus PP oder PVDF<br />
Behälteranschlüsse:<br />
• Trägerflansch (DIN)<br />
Sonderausführungen:<br />
• Düseneinsatz aus PTFE<br />
Anwendungen : Eindüsung von Flüssigkeiten in<br />
Wäschersystemen, Aerosolvergrößerung, Luftbefeuchtung<br />
Material : PP, PVDF
Typ : <strong>CSL</strong>_DML<br />
Beschreibung : Zerstäubungslanze mit mehreren<br />
ausschraubbaren Düseneinsätzen in Reihe.<br />
Sprührichtung senkrecht zur Lanzenachse.<br />
Medienanschlüsse:<br />
• Gewinde (ISO oder NPT)<br />
• Flansche (DIN oder ANSI)<br />
Behälteranschlüsse:<br />
• Trägerflansch (DIN oder ANSI)<br />
• Sonderflansche (bspw. Rechteckflansch)<br />
Sonderausführungen:<br />
• Verschiebevorrichtung für variable Einbautiefen<br />
• Wassergekühlte Ausführung<br />
Anwendungen : Eindüsung von Harnstofflösung oder<br />
Ammoniakwasser in SCR-und SNCR-Verfahren,<br />
Quenching, Aerosolvergrößerung, Wäscher, Luftbefeuchtung<br />
Material : 1.4571, Alloy C22, andere Werkstoffe auf<br />
Anfrage<br />
Typ : <strong>CSL</strong>_DMLK<br />
Beschreibung : Kunststoff-Zerstäubungslanze mit<br />
mehreren ausschraubbaren Düseneinsätzen in<br />
Reihe. Sprührichtung senkrecht zur Lanzenachse.<br />
Medienanschlüsse:<br />
• PP-Losflansche mit Stahleinlage.<br />
Vorschweißbunde aus PP oder PVDF<br />
Behälteranschlüsse:<br />
• Trägerflansch (DIN)<br />
Sonderausführungen:<br />
• Düseneinsatz aus PTFE<br />
Anwendungen : Eindüsung von Flüssigkeiten in<br />
Wäschersystemen, Aerosolvergrößerung, Luftbefeuchtung<br />
Material : PP, PVDF
Hauptvorteile des <strong>CALDYN</strong> Systems<br />
• Geringer Energieverbrauch<br />
• Enges Tropfenspektrum<br />
• Großer Regelbereich<br />
• Dampf als Treibmedium verwendbar<br />
• Zerstäubung von feststoffhaltigen und hochviskosen<br />
Flüssigkeiten möglich<br />
• Verschleißfeste und verstopfungsfreie Düsen<br />
Leistungen<br />
Das <strong>CALDYN</strong> Leistungsspektrum umfasst alle Leistungen von der Lieferung von Standarddüsen, Lieferung von<br />
speziell auf Kundenwünsche abgestimmten Zerstäubungssystemen, Engineering für Anwendungen der<br />
Zerstäubungstechnik (Quenching, Sprühverdampfung, Wäscher etc.) bis hin zu kompletten Anlagen. Für viele<br />
Anwendungsgebiete sind detaillierte technische Informationen verfügbar, die wir Ihnen bei Bedarf gerne zusenden.<br />
Referenzen<br />
<strong>CALDYN</strong> hat u. a. an folgende Firmen Zerstäubungsdüsen und -systeme geliefert:<br />
Apparatebau GmbH<br />
Grashofstraße 12, D-76275 Ettlingen<br />
Tel. ++49-7243/5403-0 / Fax ++49-7243/5403-99<br />
E-mail: info@<strong>CALDYN</strong>.de / Internet: http://www.<strong>CALDYN</strong>.de