Gaskühler. Die Erfindung bezieht sich auf einen Gas kühler mit einer Kammer, in welcher eine Anzahl Kühlwasserrohre angeordnet ist, um die das zu kühlende Gas strömt.
Der bisher am meistenverwendete Gaskühler besteht aus einem Behälter mit kreisförmigem Querschnitt, in welchem eine Anzahl senkrech- ter Kühlwasserrohre angeordnet ist, welchen Kühlwasserrohren das zu kühlende Gas nach dem Gegenstromprinzip entlang strömt. Das Gas wird hierbei an der obern Seite zugeführt und an der untern Seite abgeführt, wogegen die Strömungsrichtung des Kühlwassers eine umgekehrte ist.
Die aus dem Gas kondensie renden Produkte, hauptsächlich Teer, laufen hierbei den Kühlrohren entlang abwärts, wo bei sie zunehmend in kältere Gebiete kommen. Hierdurch bildet sich an den Kühlrohren eine zähe, festhaftende Masse, welche nur schwer entfernt werden kann und nicht nur Verstop fungen verursacht, sondern ausserdem den Nutzeffekt des Gaskühlers in beträchtlichem Masse verringert.
Die Erfindung bezweckt, die mit den bis her bekannten Gaskühlern verbundenen Nach teile zu vermeiden. Sie besteht darin, dass Vor kehren getroffen sind, damit während der Kühlung die kondensierten Produkte in Frak tionen abgeschieden werden. Hierdurch kön nen die an den wärmeren Stellen kondensieren den Produkte nicht an kältere Stellen -des Gaskühlers gelangen, so dass sie ihre Viskosi tät behalten und leichter aus dem Gaskühler entfernt werden können. Der sich im zu küh- lenden Gase befindliche Staub verursacht hier bei keine Schwierigkeiten, da dieser, wenn er in die kondensierenden Produkte kommt, deren Viskosität nur wenig steigert.
Vorteilhaft verlaufen die Kühlwasserrohre innerhalb der Zonen fraktionierter Abschei- dung senkrecht, damit die kondensierten Pro dukte von den Kühlwasserrohren herabströ men und die Kühlwasserrohre praktisch rein bleiben, so dass deren kühlende Wirkung gross ist. Dies bringt die Möglichkeit mit sich, die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers in erheblichem Masse zu steigern, wodurch es wieder möglich ist, die gesamte Kühlungsober fläche erheblich zu verringern. Die Strömungs geschwindigkeit des Wassers kann hierbei 0,5 bis 1 unisec und sogar erheblich mehr betragen.
Die Strömungsgeschwindigkeit des Gases spielt keine so wichtige Rolle wie die Strömungs geschwindigkeit des Kühlwassers. Diese kann z. B. 3 m/sec oder mehr betragen. Beispiels weise kann bei einem solchen Gaskühler, bei dem die Kühlungsoberfläche insgesamt 65 m2 beträgt, eine Gasgeschwindigkeit von 8 misec bei einer Wassergeschwindigkeit von 1 m/sec angewendet werden.
Um eine grosse Strömungsgeschwindigkeit des Wassers zu erzielen, kann es dem Kühler unter Druck zugeführt werden.
Auf der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des erfindungsgemässen Gaskühlers dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht eines Gasküh- lers mit schräger Kammer: Fig. 2 ist ein Längsschnitt nach der Linie I1 II in Fig. 1.
Fig. 3 zeigt 'schematisch einen Schnitt durch die mit Kühlrohren versehene Kammer dieses Gaskühlers senkrecht mi den Kühl rohren.
Fig. 4 zeigt einen Teil von Fig. 2 in grösse rem Massstabe.
Fig. 5 zeigt einige Kurven, welche den Zu sammenhang zwischen der kühlenden Ober fläche und der Wassergeschwindigkeit in Gas kühlern bei verschiedenen Gasgeschwindig keiten darstellen.
Der in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Gas kühler besitzt eine rechteckige, schräg ange ordnete Kammer 1, die mit einem Gaszu.fulir- ende 2 und einem Gasabfahrende 3 versehen ist. Die Kammer ist auf Säulen 4, 5 montiert. Da sie ein geringes Gewicht hat, ist. normaler weise keine Ftmdierung erforderlich, und sie kann sogar auf einem Podest montiert werden.
In der Kammer 1 ist eine Anzahl Kühl rohre 6 angeordnet, die senkrecht zur obern und untern Wand der Kammer 1 und somit schräg zur Vertikalen stehen. Durch diese Kühlrohre 6 strömt Wasser von einem an der obern Wand der Kammer angeordneten Was serbehälter 7 aus, der mit einem Wasserzu- fuhrstutzen 8 und einem Wasserabfuhrstutzen 9 versehen ist.
Wie aus der Zeichnung hervor geht, ist die durch die Pfeile 10 angegebene Strömungsrichtung des Gases der durch die Pfeile 11 angegebenen allgemeinen Strömungs richtung des Wassers entgegengesetzt. An der Unterseite der Kammer 1 ist eine Wasserkam mer 12 angeordnet.
Im. Wasserbehälter 7 und in der Wasser kammer 12 sind Scheidewände 13, 14 derart montiert, dass die Scheidewände 13 zu- den Scheidewänden 14 versetzt angeordnet sind. Hierdurch strömt das Wasser, wie dies durch Pfeile 15 angegeben ist, hin und her durch die Kammer 1, wobei. Zonen erreicht werden, in denen die Temperatur des Kühlwassers nahezu gleich bleibt. Es ist selbstredend, dass das Kühlwasser von Zone zu Zone wärmer wird, je mehr Kühlrohre es durchströmt hat. Die beschriebene Ausführung des Gas kühlers ermöglicht somit eine Unterteilung der Kühlungskammer 1 in eine Anzahl Zonen, ohne dass Scheidewände in dieser Kühlungs kammer angeordnet sind.
Das kalte Kühl wasser strömt am Gasabfahrende 3 in die Kühlrohre ein, während das warme Kühl wasser diese Rohre am Gaszufahrende 2 ver lässt und aus dem Wasserbehälter 7 strömt. In den Kühlungszonen kondensieren die sich im Gas befindlichen kondensierbar en Produkte, hauptsächlich Wasser und Teer, die den Kühl rohren 6 entlang nach unten laufen. Um zu verhindern, dass diese kondensierten Pro dukte am Boden der Kammer 1 entlang zum Abfahrende dieser Kammer strömen, ist der Boden dieser Kammer mit einer Anzahl Er hebungen 16 versehen, vor denen sich die Mündungsöffnungen 17 der Abfuhrleitungen 18 für die kondensierten Produkte befinden.
Diese Abfuhrleitiuzgen 18 sind derart gebogen, dass darin ein Flüssigkeitsverschluss durch die flüssigen kondensierten Produkte gebildet wird. Die Abfuhrleitungen 18 sind mitein ander verbunden und laufen in einen Abfuhr krümmer 19 aus.
Die Kammer 1 ist mit vier Schaudeckeln 20 versehen, an die eine mit Ventilen 22 ver sehene Dampfleitung 21 angeschlossen ist.
Die Anzahl der Scheidewände 13 und 14 bestimmt also die Anzahl der Fraktionen, in denen die kondensierten Produkte abgeschie den werden.
Vergleichungsweise kann der beschriebene Kühler für eine bestimmte Kapazität eine Küh lungsoberfläche von etwa 90 m2 haben, wo gegen bei einem bekannten Gaskühler gleicher Kapazität, aber ohne fraktionierte Abschei- dimg, die Kühlungsoberfläche ungefähr 900 m2 beträgt.
Um die Wassergeschwindigkeit zu steigern, ohne dass der Wasserbehälter 7 zu hoch wird, kann dieser als eine geschlossene Kammer aus geführt sein, der das Wasser unter Druck zu geführt wird.
Nach Fig. 5 ist der Zusammenhang zwi schen der Kühlungsoberfläche K und der Was sergeschwindigkeit W in Gaskühlern für vier verschiedene Gasgeschwindigkeiten 23, 24, 25 und 26 ein solcher, dass die Steigerung der Kühlwassergeschwindigkeit im Anfang einen sehr grossen Einfluss auf die Dimensionen der Kühlungsoberfläche hat, während daraufhin dieser Einfluss kleiner wird.
Aus diesen Kur ven geht deutlich die grosse Bedeutung der Steigerung der Wassergeschwindigkeit bei einer bestimmten Gasgeschwindigkeit bis zu einem Optimalwert an den Kurvenstellen gro sser Krümmung hervor.
In jeder Zone des Gaskühlers ist der darin kondensierte Teer mit dem gelösten Benzol und dem kondensierten Ammoniakdampf im Gleichgewicht. Dieses Gleichgewicht besteht offenbar unabhängig von der Zeit, was eine grosse Kühlungsgeschwindigkeit ermöglicht.
Der besondere Vorteil des beschriebenen Gaskühlers besteht also darin, dass in jeder Zone, wo eine Kondensation auftritt, eine genügend grosse Temperatur vorhanden ist, um die Kondensationsprodukte flüssig zu er halten. Dadurch bleiben die Kühlrohre rein von Kondensationsprodukten, so dass sich ihr Kühleffekt nicht vermindert.