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Separator

Separator. Quelle: Rüter
Separatoren im Kraftwerk Germencik, Türkei. Quelle: Clauser

Ein Separator (von lat.: separare = trennen, absondern), auch Purifikator, Klarifikator oder Dekantierzentrifuge genannt, trennt verschiedene Phasen unterschiedlicher Dichten voneinander. 

Separatoren arbeiten nach dem Prinzip der Trennung mittels Zentrifugalkräften. Gegenüber einem Absetzbehälter oder Absetzbecken wird die einfach nach unten wirkende Erdbeschleunigung durch eine größere, bei Zentrifugen mehrere tausendfache, Zentrifugalbeschleunigung ergänzt oder ersetzt. Voraussetzung für eine gute Trennung eines Gemisches ist, dass die einzelnen Phasen des Gemisches unterschiedliche Dichten haben. Weiterhin sollten die Feststoffe einen großen Dichteunterschied zu den flüssigen oder gasförmigen Phasen haben.

Betrachtet man die Austritte der Flüssigphasen spricht man von einem kontinuierlichen Prozess, da diese kontinuierlich aus der Separatorentrommel ausgetragen werden. Beim Feststoffaustrag unterscheidet man zwischen manueller Entfernung der Feststoffe, automatischem, intermittierendem Feststoffaustrag sowie kontinuierlichem Feststoffaustrag. Bei allen 3 Feststoffaustragsvarianten können 2 oder 3 Phasentrennungen vorgenommen werden. Aufgrund der größten Dichte der Feststoffe sammeln sich diese im Zentrifugalfeld als äußerster Ring, direkt an der Trommelinnenwand.

Bei den feststoffsammelnden Separatoren müssen die Separatoren in bestimmten Zeitintervallen angehalten und geöffnet werden, damit die Feststoffe manuell entfernt werden können. Bei Separatoren mit diskontinuierlichem, automatischen Feststoffaustrag werden die Feststoffe ebenfalls an der Trommelinnenwand gesammelt. In einstellbaren Zeitintervallen wird die Trommel über eine Wasserhydraulik kurzfristig, bei voller Drehzahl, geöffnet (Unteres Bild, mittlerer Separator, dunkelgrauer Schieberboden gleitet nach unten). Die Feststoffe werden mittels der vorhandenen, kinetischen Energie ausgetragen und die Trommel wird wieder geschlossen.

Bei Separatoren mit kontinuierlichem Feststoffaustrag spricht man auch von Düsenseparatoren, die es in verschiedenen Ausführungen für diverse Aufgabenstellungen gibt. Sowohl bei den kontinuierlich als auch bei den diskontinuierlich austragenden Separatoren wird immer ein Teil Flüssigkeit mit entleert (Spüleffekt). Die Flüssigphase(n) wird(werden) entweder drucklos aus dem Separator abgeführt oder auch unter Druck. Man spricht hierbei von Schälscheiben (Greifer), die wie ein stehendes Pumpenrad funktionieren, während die Flüssigkeit rotiert.

Anwendung in der Geothermie

Bei Geothermieanlagen werden Separatoren im Thermalwasserkreislauf und im Arbeistmittelkreislauf des Kraftwerks eingesetzt. In Hochenthalpie-Kraftwerken ist der Separator zur Trennung von Dampf und Wasser ein zentrales Bauteil der Anlage.

Literatur

Sadiq J. Zarrouk, Munggang H. Purnanto: Geothermal steam-water separators: Design overview. In: Geothermics Nummer 53 (2015), S. 236-254

Weblink

https://de.wikipedia.org/wiki/Separator_(Verfahrenstechnik)