Strömt Dampf aus dem Kessel, befinden sich meist Wassertröpfchen darin. Diese vermehren sich durch die Kondensation und stören nachfolgende Prozesse. Um das zu verhindern, kommen spezielle Dampftrockner zum Einsatz. Sie entfernen die Restfeuchte aus dem System und sorgen so für eine hohe Güte des strömenden Mediums. Wann sich der Einbau von Dampftrocknern lohnt, wie die Geräte funktionieren und welche Vor- und Nachteile sie haben, erklären wir in den folgenden Abschnitten.
Die Themen im Überblick:
Dampftrockner entfernt Restfeuchte aus dem Dampfstrom
Handelt es sich nicht um überhitzten Trockendampf, führt Dampf in der Regel immer auch feine Wassertröpfchen mit sich. Diese entstehen zum einen beim Abkühlen, zum anderen gelangen sie aus dem Kondensat in den Medienstrom. Letzteres geschieht häufig an Abzweigen, Bögen oder anderen Einbauten. Hier reißt der Dampf Wassertröpfchen bereits bei Strömungsgeschwindigkeiten von zehn Metern pro Sekunde in Größenordnungen mit. Für nachfolgende Anlagen und Prozesse stellt das mitunter ein Problem dar. Denn die Tröpfchen reduzieren den Energieinhalt und damit auch den Wirkungsgrad. Zudem kann die Restfeuchte auch Schäden wie Korrosion oder Erosion an Einbauten und Anlagen verursachen.
Kurz und knapp: Dampftrockner sind technische Einrichtungen, die mithilfe von Zentrifugalkräften, Prallplatten oder Filtern Wassertröpfchen aus dem Dampfstrom entfernen. Sie sorgen damit für eine höhere Effizienz der Anlage und schützen vor Korrosion sowie Erosion.
Kondensatableiter bieten keinen ausreichenden Schutz vor Feuchte
Kondensatableiter, die Wasser am Boden der Leitungen aus dem System ableiten, bieten keinen ausreichenden Schutz. Und das aus zwei Gründen: Zum einen führen sie nur Wasser vom Boden ab, während mitgerissene Tröpfchen im Dampf verbleiben. Zum anderen reißt der Dampfstrom auch am Abzweig der Kondensatableiter feine Wasserpartikel mit sich.
Um die Restfeuchte dennoch wirksam reduzieren zu können, kommen Dampftrockner zum Einsatz. Dabei handelt es sich um Einbauten, die auch feinste Wassertröpfchen aus dem Medienstrom abführen. Sie lassen Trockendampf ausströmen und sorgen so für eine höhere Effizienz, während sie vor Korrosion sowie Erosion schützen.
Vielfältige Einsatzbereiche der Dampftrockner in der Industrietechnik
In der Technik kommen Dampftrockner in vielen Bereichen zum Einsatz. So zum Beispiel in Kraftwerken, wo sie den Dampf nach der Entspannung zwischen Hoch- und Mitteldruckturbine trocknen. Weitere Einsatzbereiche finden sich in der Industrie, wie die folgende Übersicht zeigt:
- Chemische Industrie, Petrochemie: Dampftrocknung für präzise Reaktionstemperaturen
- Papier- und Zellstoffindustrie: Trockener Dampf für gleichmäßige Papierqualität
- Textil- und Lebensmittelindustrie: Dampfbehandlung ohne Rückstände durch Restfeuchte
- Pharmaindustrie: Sterilisationsprozesse mit trockenem Dampf für hygienische Bedingungen
Darüber hinaus profitieren auch Müllverbrennungsanlagen, Fernwärmenetze, Marine-Lösungen und Anlagen aus Forschung und Entwicklung von den Vorteilen der Dampftrockner.
Übrigens: Als Tröpfchenabscheider kommen Dampftrockner teilweise auch in Druckluft- und Gasanlagen zum Einsatz. Hier kann Feuchtigkeit entstehen, wenn die Luft- oder Medientemperatur unter den jeweiligen Taupunkt sinkt.
Funktion der technischen Trockner für Dampfleitungen
Geht es um die Funktion der Dampftrockner, lassen sich grundsätzlich mechanische und thermische Lösungen voneinander unterscheiden. Während erstere mit Umlenkung, Zirkulation oder Koaleszenz arbeiten, setzen thermische Trockner auf Wärme. Sie erhitzen den Dampfstrom zusätzlich, um Wassertröpfchen in die dampfförmige Phase zu überführen. Welche Trockner-Arten heute zur Verfügung stehen, zeigt die folgende Grafik im Überblick.
Dampftrockner sitzen direkt in der zu trocknenden Dampfleitung
Mechanische Dampftrockner bestehen einfach beschrieben aus einer metallischen Hülle. Sie lassen sich in die Dampfleitung integrieren und werden im laufenden Betrieb vom Dampf durchströmt. Was im Inneren passiert, hängt dabei von der Art der Trockner ab, wie die folgende Übersicht zeigt.
Der entscheidende physikalische Effekt im Zyklonabscheider ist die Zentrifugalkraft. Tritt der Dampf tangential in das Gehäuse ein, beginnt er sich spiralförmig an den Wänden entlang zu drehen. Durch diese Drehbewegung erfahren Wassertröpfchen eine stärkere Fliehkraft. Sie werden an die Wand gedrückt, sammeln sich und fließen dann als Kondensat nach unten ab. Der zentrale Dampfstrom, der deutlich weniger Feuchtigkeit enthält, steigt durch ein mittig angeordnetes Rohr nach oben und verlässt den Abscheider als Trockendampf.
Vorteile: wartungsarm, energieeffizient, kompakt und mit hoher Abscheideleistung bei korrekt ausgelegter Strömungsgeschwindigkeit
Nachteile: höherer Druckverlust; keine Abscheidung feiner Nebeltröpfchen
Ein Pralltrockner besteht aus einem zylindrischen oder rechteckigen Gehäuse, das innen mit sogenannten Prallblechen oder Umlenkplatten ausgestattet ist. Diese können starr oder in Schichten angeordnet sein, um den einströmenden Nassdampf mehrfach umzulenken. Die Funktionsweise der Dampftrockner beruht dabei auf der Massenträgheit. Während sich der Dampf leicht umlenken lässt, behalten die schwereren Wassertröpfchen ihren Bewegungsimpuls bei. Sie prallen auf die Umlenkbleche, verbinden sich miteinander und laufen auf diese Weise nach unten.
Vorteile: kostengünstig, einfache sowie robuste Bauart und hohe Abscheideleistung bei mittleren bis großen Tröpfchengrößen
Nachteile: höherer Druckverlust; keine Abscheidung feiner Nebeltröpfchen; Rückstau und ungenügende Trocknung bei falscher Auslegung.
Diese Dampftrockner setzen auf die Oberflächenabscheidung. Dazu bestehen sie aus feinen Gittern, an denen sich Wassertröpfchen aus dem Medienstrom anlagern. Sie verbinden sich mit anderen und laufen dann als Kondensat nach unten zur Entleerung.
Vorteile: hohe Abscheideleistung (selbst bei Nebeltröpfchen), platzsparend und mit anderen Dampftrocknern kombinierbar
Nachteile: höherer Druckverlust; empfindlich bei Verschmutzungen, wartungsintensiver (regelmäßige Reinigung)
Einige Hersteller kombinieren verschiedene Systeme in einer Lösung. Diese nennen sie dann unter anderem Koaleszenztrockner, die zum Beispiel aus einem Zyklontrockner mit integriertem Stahlgitter bestehen. Strömt feuchter Dampf in die Armaturen ein, versetzen ihn Leitbleche zunächst in Rotation. In dieser ersten Phase der Trocknung scheiden größere Wassertröpfchen durch Zentrifugalkräfte aus. Anschließend passiert der Dampf ein Filtergitter, an dem sich auch kleinste Tröpfchen sammeln. Im Ergebnis entsteht trockener Dampf ohne viel Feuchtigkeit, der in der Regel sehr hohe Qualitätsanforderungen erfüllt.
Vorteile: hohe Abscheideleistung (selbst bei Nebeltröpfchen), platzsparend und mit anderen Dampftrocknern kombinierbar
Nachteile: sehr hoher Druckverlust; empfindlich bei Verschmutzungen, wartungsintensiver (regelmäßige Reinigung)
Übrigens: Die Koaleszenz beschreibt das Zusammenfließen oder Verschmelzen kleinerer Flüssigkeitstropfen zu größeren. Der Begriff stammt aus dem Lateinischen und steht damit für einen Effekt, ohne den feinste Wassertröpfchen im Dampf bleiben und etwa Turbinen oder Ventile beschädigen würden.
Thermische Trockner arbeiten wie Wärmetauscher oder Zwischenüberhitzereinheiten. Sie bestehen häufig aus einem Rohrbündelwärmetauscher oder einem Plattenwärmetauscher, an dem Wärme auf den Dampfstrom übergeht. Die beinhaltete Restfeuchte verdampft dabei und übrig bleibt reiner Dampf für verschiedene Einsatzzwecke. Üblicherweise handelt es sich bei den Bauteilen um ein separates Heizflächenaggregat am Kessel.
- Vorteile: sehr hohe Abscheideleistung (selbst bei Nebeltröpfchen), platzsparend und ohne zusätzliche Wärmeenergie umsetzbar.
- Nachteile: hoher Energiebedarf, komplexer Aufbau, hohe Anschaffungspreise und entsprechend auch höhere Kosten im Betrieb.
Kombination mehrerer Lösungen bringt häufig die besten Ergebnisse
In vielen Dampfanlagen reicht eine einzelne Trocknungsmethode nicht aus, um die gewünschte Dampfqualität zu erreichen. Besonders bei wechselnden Lasten, hohem Feuchtegehalt oder sicherheitskritischen Anwendungen ist eine Kombination mehrerer Trocknerarten sinnvoll. So lassen sich unterschiedliche Tröpfchengrößen effizient abscheiden und gleichzeitig der Druckverlust sowie der Energieeinsatz optimieren.
| Kombination | Einsatzbereich | Ziel der Kombination | Typische Anwendung |
|---|---|---|---|
| Zyklonabscheider und Pralltrockner | Kraftwerke, Prozessdampfanlagen mit hohem Dampfvolumen | Grobe und mittlere Tropfen effizient entfernen | Zwischenstufen in Dampfturbinen, vor Wärmetauschern |
| Pralltrockner und Siebtrockner | Geringe Dampfdrücke, Prozessdampf in Produktion | Tiefentrocknung bis in den Feinbereich | Lebensmittel-, Textil- und Verpackungsindustrie |
| Mechanische Vorabscheidung und thermischer Dampftrockner | Hochtemperaturprozesse mit trockenem Dampfbedarf | Vollständige Trocknung und Überhitzung des Dampfes | Turbinenanlagen, Fernwärme, chemische Industrie |
Unser Tipp: Lassen Sie sich bei der Auswahl und Zusammenstellung der Dampftrockner helfen. Unterstützung bekommen Sie dabei von Fachplanern sowie Experten namhafter Anbieter.
Vorteile und Nachteile der Dampftrockner im Vergleich
Die Trockner sorgen bei optimaler Auslegung für eine höhere Dampfqualität. Sie optimieren die Wirtschaftlichkeit von Prozessen sowie Anlagen und helfen, Schäden wie der Korrosion und der Erosion vorzubeugen. Letzteres sorgt in der Regel für einen langjährigen Betrieb – auch ohne den Einsatz chemischer Hilfsstoffe.
Nachteilig ist hingegen die Tatsache, dass Dampftrockner zusätzliche Investitionskosten verursachen. Sie können mit einem erhöhten Energiebedarf einhergehen (thermische Trockner) und müssen regelmäßig gewartet sowie gereinigt werden. Letzteres gilt vor allem für Trockner mit Gitter- oder Siebtechnik, da diese sehr empfindlich auf Verschmutzungen reagieren. Ein weiterer Nachteil ist der erhöhte Druckverlust.
Die folgende Infografik stellt die wichtigsten Vor- und Nachteile noch einmal nebeneinander dar.
Wichtig zu wissen: Um von den Vorteilen der Dampftrockner zu profitieren, kommt es auf die richtige Auslegung an. Sind die Geräte zu klein, drohen zu hohe Druckverluste. Zu groß ausgelegte Trockner erreichen hingegen eine zu geringe Abscheideleistung. Grund dafür ist, dass der Dampf zu langsam hindurchströmt und sich die gewünschten physikalischen Effekte nicht oder nicht zu Genüge einstellen.
Kosten und Angebote für hochwertige Dampftrockner
Die Preise für hochwertige Dampftrockner variieren stark – je nach Bauart, Leistungsbereich, Materialausführung und Einsatzgebiet. Während einfache mechanische Abscheider schon zu moderaten Kosten erhältlich sind, schlagen thermische Systeme oder individuell ausgelegte Kombinationen deutlich stärker zu Buche.
| Trocknerart | Typische Preisspanne (netto) | Hinweis |
|---|---|---|
| Zyklon- oder Pralltrockner | ca. 2.000 – 10.000 € | Robuste mechanische Systeme für mittlere Anforderungen |
| Sieb- und Koaleszenztrockner | ca. 5.000 – 20.000 € | Feinabscheidung, teils höhere Druckverluste |
| Thermische Dampftrockner | ca. 15.000 – 100.000+ € | Abhängig von Größe, Medium, Temperatur und Steuerung |
| Kombisysteme / Sonderanlagen | ab 25.000 € bis weit über 150.000 € | Projektabhängig, maßgeschneiderte Anlagen |
Grundsätzlich hängen die Preise der Dampftrockner von Faktoren wie der Durchsatzleistung, dem Druck und dem erforderlichen Material ab. Während die Tabelle hier einen ersten Überblick gibt, bekommen Sie verbindliche Auskünfte nur im Rahmen eines individuell kalkulierten Angebots von einem Anbieter/Hersteller Ihrer Wahl.
FAQ: Häufig gestellte Fragen und Antworten zum Thema
Ein Dampftrockner ist eine technische Komponente, die feine Wassertröpfchen aus dem Dampfstrom entfernt. Sie sorgt dafür, dass Dampf mit hoher Qualität in nachgelagerte Anlagenteile strömt – frei von Restfeuchte, die sonst zu Energieverlusten oder Schäden führen kann. Zum Einsatz kommt das Bauteil direkt in der Dampfleitung
Dampf enthält häufig Tröpfchen, die beim Abkühlen entstehen oder vom Kondensat mitgerissen werden. Diese senken den Energiegehalt, verursachen Korrosion sowie Erosion und beeinträchtigen Prozesse sowie Maschinen. Kondensatableiter reichen dabei nicht aus, da sie nur Wasser am Boden, jedoch keine mitgerissenen Tröpfchen ableiten. Trockner schaffen hier zuverlässig Abhilfe.
Die Lösungen kommen überall dort zum Einsatz, wo trockener, energiereicher Dampf gebraucht wird. Typisch sind Kraftwerke, Chemieanlagen sowie Anlagen der Papier- und Textilindustrie. Außerdem kommen die Geräte in der Lebensmittelverarbeitung, in der Pharmatechnik, in Fernwärmenetzen oder in Forschungseinrichtungen zum Einsatz. Sogar in der Schifffahrt oder der Müllverbrennung sorgen sie für stabile Betriebsbedingungen.
Mechanische Trockner leiten den Dampf durch spezielle Geometrien wie Zyklone (Zyklontrockner), Prallflächen (Pralltrockner) oder Filtergitter (Siebtrockner). Dabei scheiden sie Wassertröpfchen durch Zentrifugalkraft, Trägheit oder Oberflächenkontakt ab. Thermische Dampftrockner erhitzen den Dampf zusätzlich, um die verbliebene Feuchtigkeit vollständig zu verdampfen. Während mechanische Armaturen in den meisten Fällen genügen, kommen thermische in Sonderanwendungen mit sehr hohen Anforderungen zum Einsatz.
Sie erhöhen die Dampfqualität und damit auch die Effizienz von Prozessen. Gleichzeitig schützen sie Anlagen vor Schäden wie Korrosion oder Erosion. Die Technik arbeitet ohne chemische Hilfsmittel oder Hilfsenergie, ist langlebig und lässt sich gut an verschiedene Anforderungen anpassen.
Dampftrockner verursachen zusätzliche Kosten in Anschaffung und Betrieb. Thermische Varianten benötigen Energie, mechanische verursachen teils hohe Druckverluste. Koaleszenz- und Siebtrockner sind zudem wartungsintensiv, da sie empfindlich auf Verunreinigungen reagieren. Wichtig ist daher eine fachgerechte Auslegung, abgestimmt auf die jeweilige Anwendung.
