Technisches Datenblatt CALDYN Zweistoffdüsen CSL

TECHNISCHE INFORMATION CSL 2013
CALDYN Zweistoffdüsen CSL
Apparatebau GmbH

Funktionsprinzip
Bei dem von CALDYN entwickelten
Zerstäubungsprinzip werden Flüssigkeit
und Druckluft bei relativ
niedriger Geschwindigkeit in einer
Mischkammer zusammengeführt
und auf die Schallgeschwindigkeit
des Zweiphasengemisches beschleunigt.
Der hierdurch am
Düsenaustritt erzeugte Drucksprung
bewirkt bei der Expansion des
Gemisches in die Gasatmosphäre
die Zerteilung der flüssigen Phase
in feine Tropfen (siehe Abb.).
Funktionsweise CALDYN Düsen CSL
Da die charakteristische Schallgeschwindigkeit
eines Flüssigkeits-
Gas-Gemisches deutlich geringer
ist als die Schallgeschwindigkeit
der Gas- und Flüssigkeitsphase
(siehe Abb.), ergeben sich in der
Düse geringe Reibungs- und Beschleunigungsdruckverluste.
Der
für die Zerstäubung erforderliche
Drucksprung am Düsenaustritt ist
daher mit geringem Energieeinsatz
erreichbar. Die Schallgeschwindigkeit
des Flüssigkeits-Gas-Gemisches
ist in einem weiten Bereich des
Gasvolumenanteils nahezu konstant
(siehe Abb.). Dies ermöglicht die
kontrollierte Zerstäubung stark veränderlicher
Flüssigkeitsmengen.
Eigenschaften
Die CALDYN Zweistoffdüsen erzeugen
ein definiertes enges Tropfenspektrum.
Durch Variation des
Eingangsdrucks und der Flüssigkeitsmenge
lassen sich unterschiedliche
Wurfweiten und Tropfengrößenverteilungen
erzielen. Die Flüssigkeitsmenge
lässt sich vom Maximaldurchsatz
bis zum Nulldurchsatz
stufenlos regeln. Der Sprühwinkel
einer einzelnen CALDYN Düse
beträgt nur 15°. Damit lässt sich
eine Zerstäubung auch in kleinsten
Kanälen realisieren. Die Kombination
von Einzeldüsen in einem Düsenkopf
oder entlang einer Lanze (vgl. Typenübersicht)
ermöglicht die Erzeugung
beliebiger Sprühwinkel und erlaubt
damit eine optimale Anpassung an
verschiedene Kanal- oder Behälterquerschnitte.
Der Einsatz von Zerstäubungsdüsen
in verfahrenstechnischen Prozessen
erfordert eine sichere Bestimmung
der Sprüheigenschaften. Neben den
theoretischen Berechnungsmethoden
wurden daher am CALDYN
Versuchsstand umfangreiche
Tropfengrößenmessungen mittels
eines PDPA-Lasermessgeräts
durchgeführt (siehe Abb.).
PDPA-Messung Tropfengrößen und
Geschwindigkeiten
PDPA-Messprotokoll
CALDYN Düsen haben, bedingt
durch das Zerstäubungsprinzip mit
innerer Mischung, große Austrittsöffnungen
und arbeiten mit geringen
Strömungsgeschwindigkeiten.
Daher können sowohl feststoffhaltige
Flüssigkeiten (bspw. Abwasser,
Kalkmilch oder Klärschlamm) als
auch hochviskose Flüssigkeiten zerstäubt
werden.
Neben der Tropfengrößenverteilung
ist in vielen Anwendungsfällen die
Wurfweite des Düsensprays von
Interesse. Das CALDYN Auslegungsprogramm
ermöglicht die
Bestimmung der Geschwindigkeitsprofile
im Sprühstrahl für die
unterschiedlichsten Auslegungsbedingungen
(siehe Abb.).
Sendeoptik
Lasermessgerät
Auslegungsprogramm CALDYN Düse
CSL
Schallgeschwindigkeit Luft/Wasser-
Gemisch
Tropfengeschwindigkeitsverteilung

Regelung
Inbetriebnahme
Der empfohlene Mindestdruck auf
der Treibgasseite am Düseneintritt
beträgt 2,2 bar (ü). Durch die innere
Mischung von Flüssigkeit und Treibgas
herrscht an der Mischkammer
der Düse gleicher Druck auf der
Flüssigkeit- und Treibgasseite.
Die Regelung der Flüssigkeitsmenge
erfolgt über ein Regelventil (Hand-,
Pneumatik- oder Motorantrieb). Aufgrund
der Druckdifferenz über dem
Regelventil muss auf der Flüssigkeitsseite
der Vordruck mindestens
0,5 bar (ü) über dem Treibgasdruck
liegen. Auf der Treibgasseite wird
über ein selbsttätiges Druckregelventil
ein konstanter Vordruck an
der Düse eingestellt (siehe Abb.).
Die Treibgasmenge stellt sich, abhängig
von der eingestellten Flüssigkeitsmenge,
in der Düse automatisch
ein.
Aufgrund der inneren Mischung
von Flüssigkeit und Treibgas steigt
der Treibgasverbrauch bei sinkender
Flüssigkeitsmenge an (größerer
freier Querschnitt für die Gasphase
in der Düse). Um einen zu hohen
Treibgasverbrauch im Teillastbetrieb
zu vermeiden, kann ein selbsttätiges
Durchflussregelventil nach dem
Druckregelventil vorgesehen werden
(siehe Abb.). Dieses Ventil hält
durch Druckänderungen vor der
Düse die Treibgasmenge unabhängig
von der eingestellten Flüssigkeitsmenge
konstant. Die
Flüssigkeitsmenge kann von Nulldurchsatz
bis zur maximalen Menge
stufenlos geregelt werden.
Bei Verwendung eines Durchflussregelventils
ist ein Mindestvordruck
von 3 bar (ü) erforderlich.
Zur Erzielung optimaler Einstellbedingungen
empfehlen wir, die Zulaufleitung
für die Flüssigkeit auf eine
Geschwindigkeit von 1-3 m/s bei
Maximallast auszulegen.
Die Flüssigkeitsleitung sollte möglichst
steigend zur Düse hin verlegt
werden, um Lufteinschlüsse mit der
Gefahr von Pulsationen zu vermeiden.
Die Treibgasleitung sollte auf eine
Gasgeschwindigkeit von 10-20 m/s
dimensioniert werden.
Einzeldüsen und Lanzen mit einem
Düseneinsatz (Typen CSL_A,
CSL_C, CSL_DE und CSL_DEK
gemäß der nachfolgenden Typenübersicht)
können in horizontaler,
vertikaler oder beliebiger anderer
Position montiert werden. Bei
Lanzen mit mehreren Düseneinsätzen
ergeben sich je nach Typ
Einschränkungen für die Einbauposition.
Aufgrund der inneren Mischung
von Flüssigkeit und Treibgas in
der Düse empfehlen wir, am Treibgasanschluss
ein Rückschlagventil
anzubringen (siehe Abb.). Damit
wird verhindert, dass beim Ausfall
der Treibgasversorgung Flüssigkeit
in die Treibgasleitung läuft.
Bei der Inbetriebnahme ist zunächst
immer die Treibgasleitung zu öffnen.
Wenn sich der erforderliche Druck
vor der Düse aufgebaut hat, kann
die gewünschte Flüssigkeitsmenge
zu dosiert werden. Beim Abschalten
ist zuerst die Flüssigkeitsleitung
zu schließen. Damit die Restflüssigkeit
in der Düse zerstäubt wird,
sollte die Treibgasleitung für eine
Nachlaufzeit von ca. 30-60 Sekunden
geöffnet bleiben. Anschließend
die Treibgasleitung schließen.
Gerechnetes Geschwindigkeitsprofil
einer CALDYN Düse CSL
Regelung einer CALDYN Düse CSL

Typ : CSL_A
Beschreibung : Einzeldüse
Medienanschlüsse:
• Innengewinde (DIN ISO 228)
Anwendungen : Verdüsung von Flüssigkeiten
in Laborapparaten, Mischern etc.
Material : 1.4571, Alloy C22, 1.4841, 1.4828,
PP, PVDF, PTFE, andere Werkstoffe auf
Anfrage
Typ : CSL_C
Beschreibung : Einzeldüse mit vorgezogener
Mischkammer
Medienanschlüsse:
• Gewinde (ISO oder NPT)
• Rohr (Schneidringverschraubungen)
Behälteranschlüsse:
• Klemmringverschraubung (verschiebbar)
• Trägerflansch (DIN oder ANSI)
Anwendungen : Verdüsung von Flüssigkeiten in
Apparaten mit kleinen Einbauöffnungen und/oder
großen Einbautiefen. Durch Verwendung einer
verschiebbaren Klemmringverschraubung (siehe
Abbildung) kann die Einbautiefe auch nachträglich
verändert werden.
Eindüsung von Harnstofflösung oder Ammoniakwasser
in SNCR-Verfahren.
Material : 1.4571, Alloy 600, Alloy C22, andere
Werkstoffe auf Anfrage

Typ : CSL_DE
Beschreibung : Zerstäubungslanze mit einem
ausschraubbaren Düseneinsatz. Sprührichtung
in Lanzenachse oder geneigt mit einem Winkel.
Medienanschlüsse:
• Gewinde (ISO oder NPT)
• Rohr (Schneidringverschraubungen)
• Flansche (DIN oder ANSI)
Behälteranschlüsse:
• Trägerflansch (DIN oder ANSI)
Sonderausführungen:
• Schutzrohr mit Anschluss für Schleierluft
• Verschiebevorrichtung für variable Einbautiefen
• Wassergekühlte Ausführung
• Düseneinsatz aus Sintermetall bei Verdüsung
von abrasiven Stoffen
Anwendungen : Eindüsung von Harnstofflösung oder
Ammoniakwasser in SCR-Verfahren, Quenching,
Sprühabsorption, Aerosolvergrößerung, Luftbefeuchtung
Material : 1.4571, 1.4841, 1.4828, Alloy 600,
Alloy C22
Typ : CSL_DEK
Beschreibung : Kunststoff-Zerstäubungslanze mit
einem ausschraubbaren Düseneinsatz.
Sprührichtung in Lanzenachse oder senkrecht
zur Lanzenachse.
Medienanschlüsse:
• PP-Losflansche mit Stahleinlage.
Vorschweißbunde aus PP oder PVDF
Behälteranschlüsse:
• Trägerflansch (DIN)
Sonderausführungen:
• Düseneinsatz aus PTFE
Anwendungen : Eindüsung von Flüssigkeiten in
Wäschersystemen, Aerosolvergrößerung, Luftbefeuchtung
Material : PP, PVDF

Typ : CSL_DMR
Beschreibung : Zerstäubungslanze mit mehreren
ausschraubbaren Düseneinsätzen.
Sprührichtung zur Lanzenachse geneigt mit einem
Winkel.
Medienanschlüsse:
• Gewinde (ISO oder NPT)
• Flansche (DIN oder ANSI)
Behälteranschlüsse:
• Trägerflansch (DIN oder ANSI)
• Sonderflansche (bspw. Rechteckflansch)
Sonderausführungen:
• Verschiebevorrichtung für variable Einbautiefen
• Schutzrohr mit Anschluss für Schleierluft
• Wassergekühlte Ausführung
Anwendungen : Eindüsung von Harnstofflösung oder
Ammoniakwasser in SCR-Verfahren, Quenching,
Aerosolvergrößerung, Luftbefeuchtung
Material : 1.4571, 1.4841, 1.4828, Alloy 600,
Alloy C22
Typ : CSL_DMRK
Beschreibung : Kunststoff-Zerstäubungslanze mit
mehreren ausschraubbaren Düseneinsätzen.
Sprührichtung senkrecht zur Lanzenachse.
Medienanschlüsse:
• PP-Losflansche mit Stahleinlage.
Vorschweißbunde aus PP oder PVDF
Behälteranschlüsse:
• Trägerflansch (DIN)
Sonderausführungen:
• Düseneinsatz aus PTFE
Anwendungen : Eindüsung von Flüssigkeiten in
Wäschersystemen, Aerosolvergrößerung, Luftbefeuchtung
Material : PP, PVDF

Typ : CSL_DML
Beschreibung : Zerstäubungslanze mit mehreren
ausschraubbaren Düseneinsätzen in Reihe.
Sprührichtung senkrecht zur Lanzenachse.
Medienanschlüsse:
• Gewinde (ISO oder NPT)
• Flansche (DIN oder ANSI)
Behälteranschlüsse:
• Trägerflansch (DIN oder ANSI)
• Sonderflansche (bspw. Rechteckflansch)
Sonderausführungen:
• Verschiebevorrichtung für variable Einbautiefen
• Wassergekühlte Ausführung
Anwendungen : Eindüsung von Harnstofflösung oder
Ammoniakwasser in SCR-und SNCR-Verfahren,
Quenching, Aerosolvergrößerung, Wäscher, Luftbefeuchtung
Material : 1.4571, Alloy C22, andere Werkstoffe auf
Anfrage
Typ : CSL_DMLK
Beschreibung : Kunststoff-Zerstäubungslanze mit
mehreren ausschraubbaren Düseneinsätzen in
Reihe. Sprührichtung senkrecht zur Lanzenachse.
Medienanschlüsse:
• PP-Losflansche mit Stahleinlage.
Vorschweißbunde aus PP oder PVDF
Behälteranschlüsse:
• Trägerflansch (DIN)
Sonderausführungen:
• Düseneinsatz aus PTFE
Anwendungen : Eindüsung von Flüssigkeiten in
Wäschersystemen, Aerosolvergrößerung, Luftbefeuchtung
Material : PP, PVDF

Hauptvorteile des CALDYN Systems
• Geringer Energieverbrauch
• Enges Tropfenspektrum
• Großer Regelbereich
• Dampf als Treibmedium verwendbar
• Zerstäubung von feststoffhaltigen und hochviskosen
Flüssigkeiten möglich
• Verschleißfeste und verstopfungsfreie Düsen
Leistungen
Das CALDYN Leistungsspektrum umfasst alle Leistungen von der Lieferung von Standarddüsen, Lieferung von
speziell auf Kundenwünsche abgestimmten Zerstäubungssystemen, Engineering für Anwendungen der
Zerstäubungstechnik (Quenching, Sprühverdampfung, Wäscher etc.) bis hin zu kompletten Anlagen. Für viele
Anwendungsgebiete sind detaillierte technische Informationen verfügbar, die wir Ihnen bei Bedarf gerne zusenden.
Referenzen
CALDYN hat u. a. an folgende Firmen Zerstäubungsdüsen und -systeme geliefert:
Apparatebau GmbH
Grashofstraße 12, D-76275 Ettlingen
Tel. ++49-7243/5403-0 / Fax ++49-7243/5403-99
E-mail: info@CALDYN.de / Internet: http://www.CALDYN.de