CH312376A - Gas cooler. - Google Patents

Gas cooler.

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CH312376A
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CH
Switzerland
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cooling
gas
water
gas cooler
chamber
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Application number
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German (de)
Inventor
N V Nederlandsche Maatschappij
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Nl Electrolasch Mij N V
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • F28D7/1615Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation the conduits being inside a casing and extending at an angle to the longitudinal axis of the casing; the conduits crossing the conduit for the other heat exchange medium
    • F28D7/1623Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation the conduits being inside a casing and extending at an angle to the longitudinal axis of the casing; the conduits crossing the conduit for the other heat exchange medium with particular pattern of flow of the heat exchange media, e.g. change of flow direction

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

  

      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.



      Gas cooler. The invention relates to a gas cooler with a chamber in which a number of cooling water pipes are arranged around which the gas to be cooled flows.



  The gas cooler most widely used so far consists of a container with a circular cross-section in which a number of vertical cooling water pipes are arranged, along which cooling water pipes the gas to be cooled flows according to the countercurrent principle. The gas is fed in on the upper side and discharged on the lower side, whereas the direction of flow of the cooling water is reversed.

   The products condensing from the gas, mainly tar, run along the cooling tubes downwards, where they increasingly come into colder areas. As a result, a tough, firmly adhering mass forms on the cooling pipes, which is difficult to remove and not only causes clogging, but also considerably reduces the efficiency of the gas cooler.



  The invention aims to avoid the associated with the previously known gas coolers after parts. It consists in sweeping ahead so that the condensed products are separated out in fractions during cooling. As a result, the products that condense in the warmer places cannot reach colder parts of the gas cooler, so that they retain their viscosity and can be more easily removed from the gas cooler. The dust in the gases to be cooled does not cause any problems here, since it only increases the viscosity slightly when it gets into the condensing products.



  The cooling water pipes advantageously run vertically within the zones of fractional separation so that the condensed products flow down from the cooling water pipes and the cooling water pipes remain practically pure, so that their cooling effect is great. This brings with it the possibility of increasing the flow rate of the cooling water to a considerable extent, which again makes it possible to reduce the entire cooling surface considerably. The flow speed of the water can be 0.5 to 1 unisec and even considerably more.

    The flow rate of the gas is not as important as the flow rate of the cooling water. This can e.g. B. 3 m / sec or more. For example, in the case of such a gas cooler in which the total cooling surface area is 65 m2, a gas velocity of 8 misec can be used at a water velocity of 1 m / sec.



  In order to achieve a high flow rate of the water, it can be fed to the cooler under pressure.



  The drawing shows an example of an embodiment of the gas cooler according to the invention.



       1 shows a top view of a gas cooler with an inclined chamber: FIG. 2 is a longitudinal section along the line I1 II in FIG.



       Fig. 3 shows' schematically a section through the chamber provided with cooling tubes of this gas cooler perpendicular to the cooling tubes.



       Fig. 4 shows part of Fig. 2 on a larger scale rem.



       Fig. 5 shows some curves that show the relationship between the cooling upper surface and the water speed in gas coolers at different gas speeds.



  The gas cooler shown in FIGS. 1 to 4 has a rectangular, obliquely arranged chamber 1, which is provided with a Gaszu.fulir- ende 2 and a Gasabfahrende 3. The chamber is mounted on pillars 4, 5. Because it is light in weight. usually no flooring required and it can even be mounted on a pedestal.



  In the chamber 1 a number of cooling tubes 6 is arranged, which are perpendicular to the upper and lower wall of the chamber 1 and thus obliquely to the vertical. Water flows through these cooling pipes 6 from a water container 7 which is arranged on the upper wall of the chamber and is provided with a water supply connection 8 and a water discharge connection 9.

   As can be seen from the drawing, the direction of flow of the gas indicated by the arrows 10 is opposite to the general direction of flow of the water indicated by the arrows 11. At the bottom of the chamber 1, a water chamber 12 is arranged.



       In the water tank 7 and in the water chamber 12, partitions 13, 14 are mounted in such a way that the partitions 13 are offset from the partitions 14. As a result, the water flows, as indicated by arrows 15, back and forth through the chamber 1, wherein. Zones can be reached in which the temperature of the cooling water remains almost the same. It goes without saying that the cooling water gets warmer from zone to zone, the more cooling pipes it has flowed through. The described embodiment of the gas cooler thus enables the cooling chamber 1 to be subdivided into a number of zones without partition walls being arranged in this cooling chamber.

   The cold cooling water flows into the cooling tubes at the gas outlet end 3, while the warm cooling water leaves these tubes at the gas inlet end 2 and flows out of the water tank 7. In the cooling zones, the condensable products in the gas condense, mainly water and tar, which run down the cooling pipes 6. In order to prevent these condensed products from flowing along the bottom of the chamber 1 to the exit end of this chamber, the bottom of this chamber is provided with a number of heights 16, in front of which the mouth openings 17 of the discharge lines 18 for the condensed products are located.

    These discharge conduits 18 are bent in such a way that a liquid seal is formed therein by the liquid condensed products. The discharge lines 18 are connected to each other and run out into a discharge elbow 19.



  The chamber 1 is provided with four inspection covers 20 to which a steam line 21 provided with valves 22 is connected.



  The number of partitions 13 and 14 thus determines the number of fractions in which the condensed products are deposited.



       In comparison, the described cooler can have a cooling surface of about 90 m2 for a certain capacity, whereas in a known gas cooler of the same capacity, but without fractional separation, the cooling surface is about 900 m2.



  In order to increase the water speed without the water tank 7 becoming too high, it can be designed as a closed chamber to which the water is fed under pressure.



  According to Fig. 5, the relationship between tween the cooling surface K and the water speed W in gas coolers for four different gas speeds 23, 24, 25 and 26 is such that the increase in the cooling water speed at the beginning has a very large influence on the dimensions of the cooling surface , while then this influence becomes smaller.

   These curves clearly show the great importance of increasing the water velocity at a certain gas velocity up to an optimum value at the points of the curve with great curvature.



  In each zone of the gas cooler, the tar condensed in it is in equilibrium with the dissolved benzene and the condensed ammonia vapor. This equilibrium is evidently independent of time, which enables a high cooling rate.



  The particular advantage of the gas cooler described is that there is a sufficiently high temperature in each zone where condensation occurs to keep the condensation products liquid. As a result, the cooling pipes remain clean of condensation products, so that their cooling effect is not reduced.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Gaskühler mit einer Kammer, in welcher eine Anzahl Kühlwasserrohre angeordnet ist, -um die das zu kühlende Gas strömt, dadurch gekennzeichnet, dass Vorkehren getroffen sind, damit während der Kühlung die kondensierten Produkte in Fraktionen abgeschieden werden. UNTERANSPRÜCHE: 1. Gaskühler nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Strömungs geschwindigkeit des Kühlwassers mehr als 0,2 misec beträgt. 2. Gaskühler nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das Wasser dem Kühler unter Druck zugeführt wird. Claim: Gas cooler with a chamber in which a number of cooling water pipes are arranged around which the gas to be cooled flows, characterized in that precautions are taken so that the condensed products are separated into fractions during the cooling. SUBClaims: 1. Gas cooler according to claim, characterized in that the flow rate of the cooling water is more than 0.2 misec. 2. Gas cooler according to claim, characterized in that the water is fed to the cooler under pressure.
CH312376D 1953-01-20 1953-01-20 Gas cooler. CH312376A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0694749A1 (en) * 1994-07-28 1996-01-31 GEC ALSTHOM Stein Industrie Solid particle cooling device at the outlet of a treatment arrangement

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0694749A1 (en) * 1994-07-28 1996-01-31 GEC ALSTHOM Stein Industrie Solid particle cooling device at the outlet of a treatment arrangement
FR2723186A1 (en) * 1994-07-28 1996-02-02 Gec Alsthom Stein Ind DEVICE FOR COOLING SOLID PARTICLES AT THE OUTPUT OF A TREATMENT ARRANGEMENT

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