Für viele dampfbetriebene Prozesse ist die Versorgung mit möglichst trockenem Dampf von großer Bedeutung. In der Praxis jedoch enthält der Dampf, sofern er nicht überhitzt ist, meist schon beim Austritt aus dem Dampferzeuger mitgerissene Wassertröpfchen. Beim Transport über das Rohrleitungssystem entsteht durch Wärmeverluste weiteres Kondensat. Kondensatableiter für die Leitungsentwässerung können das am Rohrleitungsboden mitgeführte Kondensat ausschleusen, jedoch nicht die fein verteilten Flüssigkeitströpfchen, die im Dampfstrom mitgerissen werden. Um einen hohen Trockenheitsgrad und somit eine hohe Dampfqualität zu gewährleisten, sind Kondensatableiter allein also nicht ausreichend.

Bei niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten wie 10 m/s, Strömungsumlenkungen und Druckgefällen kann außerdem das am Rohleitungsboden fließende Kondensat vom Dampfstrom mitgerissen werden. Die Aufgabe eines Dampftrockners ist es, diese mitgerissenen Tröpfchen abzuscheiden, die sich mit einer Strömungsgeschwindigkeit von bis zu 30 m/s durch das Rohrleitungssystem bewegen.

Beispiele für mitgerissenes Kondensat im Dampfstrom

Es gibt vier Kriterien, die für die Tröpfchenabscheidung wesentlich sind: Mechanische Strömungsbehinderung, erreichte Strömungsgeschwindigkeit, Strömungsumlenkung und Aufprall. Ein höherer Wirkungsgrad wird erreicht, wenn mehrere dieser Techniken kombiniert werden.

Der unten abgebildete Trockner verwendet z.B. Prallbleche, um eine Strömungsumlenkung herbeizuführen und dabei einen Teil des mitgeführten Kondensats abzuscheiden. Allerdings kann die Strömungsgeschwindigkeit auch zu gering sein, um eine wirksame Trocknung zu ermöglichen, sodass ein Großteil der mitgerissenen Tröpfchen im Dampfstrom verbleibt.

Eine weitere Methode ist die Nutzung der Zentrifugalkraft in einem Zyklonabscheider. Dabei wird die unterschiedliche Dichte von Dampf oder Gas und den mitgeführten Flüssigkeitströpfchen genutzt, um die beiden Phasen zu trennen. Der Dampf wird hierbei zu einer spiralförmigen Strömung verwirbelt, sodass die schwereren Kondensattröpfchen nach außen an die Innenwand des Zyklon-Leitapparats geschleudert werden. Von dort aus fällt das abgeschiedene Kondensat nach unten in den strömungsberuhigten Raum des Dampftrockners und wird über einen Kondensatableiter ausgetragen.

Der Zyklontrockner von TLV vereint alle vier genannten Abscheidetechniken und erreicht dabei eine Abscheideleistung von bis zu 98 %.

Eine verbreitete Anwendung ist die Versorgung direkt beheizter Prozesse mit trockenem Dampf, beispielsweise bei der Vulkanisierung von Gummi, in Dampfbüglern oder in Kochprozessen mit Dampfgarern. Weitere Anwendungen sind Dampfzerstäuber, katalytische Prozesse oder das Pökeln von Fleisch. Bei diesen Systemen wird der Dampftrockner unmittelbar vor dem Verbraucher installiert, um die maximale Wirksamkeit zu erzielen.

Neben direkten Dampfbeheizungen profitieren auch andere Anwendungen von trockenem Dampf, beispielsweise Dampfstrahlpumpen, Turbinen und Heizregister zur Erzeugung von überhitztem Dampf.

Durch die verbesserte Dampfqualität wird gleichzeitig das Risiko von Wasserschlägen und Erosionsschäden durch mitgerissene Wassertröpfchen verringert.

Die Verwendung von Tröpfchenabscheidern/Trocknern ist nicht auf Dampfsysteme beschränkt. In Druckluftsystemen bildet sich Kondensat, wenn die Lufttemperatur unter den Taupunkt sinkt. Die entstehenden Wassertröpfchen können mit dem Druckluftstrom mitgerissen werden und zu Effizienzeinbußen und anderen Problemen führen. Luftblasesysteme und Sprühpistolen sind nur zwei Anwendungsbeispiele, die trockene Versorgungsluft erfordern.

Während für Dampftrockner ein Kondensatableiter benötigt wird, ist für Drucklufttrockner ein geeigneter Druckluftentwässerer erforderlich. Ansonsten sind Zyklontrockner ebenso wie bei Dampf die beste Wahl für eine effektive Tröpfchenabscheidung.

Die Abscheideleistung eines Trockners sinkt, wenn die Fließgeschwindigkeit den bei der Auslegung zugrunde gelegten Maximalwert übersteigt. Anstatt einen Trockner lediglich anhand der Anschlussmaße entsprechend der umgebenden Rohrleitung auszuwählen, müssen alle Betriebsparameter berücksichtigt werden, um eine effiziente Wirkungsweise zu erzielen. Dabei sollte stets geprüft werden, ob der Druckverlust und die Strömungsgeschwindigkeit innerhalb der zulässigen Grenzen liegen.

Es gibt Tröpfchenabscheider/Trockner sowohl mit integriertem Kondensatableiter als auch ohne. Wenn kein Ableiter enthalten ist, muss ein separater vorgesehen werden.

Je nach Einbauort und Anwendung des Trockners kann die Menge des im Trocknergehäuse anfallenden Kondensats ziemlich groß werden. Wenn kein Trockner mit integriertem Kondensatableiter verwendet werden kann, muss ein separater Ableiter mit der erforderlichen Durchsatzleistung ausgewählt werden.