DD283678A5

DD283678A5 - Waermeaustauschvorrichtung sowie ein waermeaustauschverfahren

Info

Publication number: DD283678A5
Application number: DD88321809A
Authority: DD
Inventors: Cecil C Gentry
Original assignee: ��@��@��k��
Priority date: 1987-11-17
Filing date: 1988-11-15
Publication date: 1990-10-17
Also published as: DE3873694D1; NO885099D0; ATE79462T1; CZ747688A3; SK747688A3; RU2011944C1; NO175993C; GR3005917T3; JP2975024B2; HUT52234A; JPH01193590A; NO175993B; CA1285268C; EP0316910A1; EP0316910B1; NO885099L; DE3873694T2; US4882283A; CZ286001B6; HU210593B

Abstract

Es wird ein Waermeaustauschrohr vorgeschlagen, das aus einem Mantelrohr mit einem Innenrohr gebildet ist, die beide an einem unterteilten Sammelrohr angeschlossen sind; diese Anordnung ist insbesondere fuer die Konstruktion von in Gaerbehaeltern zu verwendeden Rohrbuendeln geeignet. Fig. 1{Waermeaustauschvorrichtung; Waermeaustauschrohr; Mantelrohr; Innenrohr; Sammelrohr; Gaerbehaelter; Rohrbuendel}

Description

-3- 283 078

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Wärmeaustauschvorrichtung sowie ein Wärmeaustauschverfahren.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

In vielen Vorfahren, bei denen Rührbehälter verwendet werden, wird Wärme aus dem Behälterf luid auf ein Sekundärf IuId Obertragen, das durch vertikale Rohre strömt, die das Behälterfluld umlenken. Diese vertikalen Rohrschlangen-Umlenkvorrichtungen dienen sowohl als Leitbleche, um die Ausbildung von Wirbeln um einen sich drehenden Rührer zu verhindern, der zum Umrühren des Behälterfluids verwendet wird, und sie schaffen einen Oberflächenbereich zum Wärmeübergang. Für Rohrspulenleitvorrichtungen gibt es eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten. Ein Hauptnachteil bei vertikalen Rohrschlangen-Leitvorrichtungen besteht darin, daß keine Möglichkeit für eine Wärmeausdehnung vorgesehen ist, damit ein Anpassen an größere Temperaturunterschiede zwischen dem Fluid in der Rohrschlange und dem Fluid in dem Mischbehälter möglich ist. Wärmeausdehnung und -kontraktion ist ein beträchtliches Problem, wenn lange Rohre, insbesondere Rohre verwendet werden, die in einem Rohrbündel mit einem einzigen Durchgang angeordnet sind. Bei derartigen Rohrbündeln sind die Einlaß- und Auslaßsammeirohre spannungsrißempfindlich. Wärmedehnspannungen sind in U-Rohrbündeln geringer, aber ihre Ausbildung ist nicht sehr kompakt, wobei der Wärmeübergang-Oberflächenbereich begrenzt wird, der be! einem Rohrbündel mit feststehenden Außenabmessungen verfügbar ist. U-Rohrbündel weisen ebenfalls einen relativ schlechten Wärmeaustauschkoeffizienten auf und erfordern eine komplizierte Leitungsanordnung.

Es ist demzufolge ein Rohrbündel, mit welchem die Probleme hinsichtlich Wärmeausdehnung ausgeschaltet werden, insbesondere ein Rühr- und Mischbehälter wünschenswert.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Gebrauchswerteigenschaften von Wärmeaustauschvorrichtungen der gattungsgemäßen Art auf kostengünstige Weise zu erhöhen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wärmeaustauschvorrichtung zu entwickeln, die zum Wärmeaustausch in einem Fluid enthaltenden Rührbehälter besonders gut geeignet ist und ein Wärmeaustauschverfahren vorzugschlagen, das zum indirekten Wärmeaustausch zwischen zwei Fluids geeignet ist

Erfindungsgemäß ist die Wärmeaustauschvorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß

a) ein Behälter, welcher teilweise von einer Seitenwand begrenzt ist, ein Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit aufnehmen kann,

b) in dem Behälter ein Rohr angeordnet ist, welches eine Seitenwand aufweist,

c) eine Trennwand in dem Rohr angeordnet ist und das Rohrinnere In eine erste Kammer und eine zweite Kammer unterteilt,

d) ein erstes rohrförmiges Glied vorgesehen ist, dessen eines Ende an der Seitenwand des Rohres befestigt ist und dessen zweites Ende einen Verschluß aufweist,

e) ein zweites rohrförmiges Glied mit einem ersten Ende an der Trennwand befestigt ist und ein zweites Ende aufweist, das von dem Endverschluß des ersten rohrförmigen Gliedes im Abstand angeordnet ist, sich das zweite rohrförmige Glied innerhalb des ersten rohrförmigen Gliedes erstreckt, so daß ein Strömungsweg aus der ersten Kammer durch das zweite rohrförmige Glied, durch einen Ringraum zwischen dem zweiten rohrförmigen Glied und dem ersten rohrförmigen Glied und in die zweite Kammer ausgebildet ist,

f) eine Fluideinlaßeinrichtung sich durch die Seitenwand des Behälters erstreckt und mit der ersten Kammer verbunden ist und

g) ein Fluldauslaßeinrichtung sich durch die Seitenwand des ersten Behälters erstreckt und mit der zweiten Kammer verbunden ist.

Erfindungsgemäß ist auch, daß der Behälter weiterhin ein Gas enthalten kann, daß die Seitenwand des Behälters eine im allgemeinen zylindrische Innenfläche definiert, daß der Behälter eine Längsachse aufweist, um welche die Seitenwand symmetrisch angeordnet ist, daß die Fluideinlaßeinrichtung ein Zuführrohr, das sich durch die Seltenwand des Behälters erstreckt, und ein gekrümmtes Zuführrohr umfaßt, das sich umfangsmäßig an der Innenseite des Behälters in einer Lage im Abstand von der Seitenwand des Behälters erstreckt und mit der ersten Kammer über ein Steigrohr verbunden ist, und daß die Fluidauslaßeinrichtung ein erstes Auslaßrohr, welches sich durch die Seitenwand des Behälters erstreckt und mit einem gekrümmten Sammelrohr verbunden ist, welches sich im allgemeinen umfangsmäßig in dem Behälter in einer von der Seitenwand des Behälters beabstandeten Lage erstreckt und ein Auslaßsteigrohr umfaßt, welches die zweite Kammer mit dem gekrümmten Sammelrohr verbindet.

Weiterhin ist die Wärmeaustauschvorrichtung gekennzeichnet durch einen Gaskompressor, mit welchem Fluid aus der Fluidauslaßeinrichtung abziehbar ist, durch einen Kondensator zum Kühlen des aus dem Gaskompressor austretenden Mediums, durch eine den Gaskompressor mit dem Kondensator verbindende Leitungseinrichtung, und durch eine den Kondensator mit der Flijideinlaßeinrichtung verbindenden Leitungseinrichtung.

Erfindungsgemäl ist ebenso, daß eine Vielzahl der Rohre in dem Behälter vorgesehen ist, die in Bezug auf die Längsachse des Behälters im allgemeinen radial ausgerichtet sind, daß jedes ein radial angeordneten Rohre ein Innenende und ein Außenende aufweist, daß eine Vielzahl erster rohrförmiger Bauteile und eine Vielzahl zweiter rohrförmiger Bauteile an jedem dieser Rohre angeordnet sind, daß Zuführsteigrohe jedes der radial angeordneten Rohre mit dem gekrümmten Zuführrohr verbinden und daß Auslaßsteigrohre jedes der allgemein radial positionierten Rohre mit dem gekrümmten Sammelrohr verbinden. Darüber hinaus ist erfindungsgemäß, daß das gekrümmte Einlaßrohr mit einem innenseitigen Endabschnitt eines jeden im allgemeinen radial angeordneten Rohres über ein Zuführsteigrohr verbunden ist und daß ein außenseitiger Endabschnitt eines

jeden allgemein radial angeordneten Rohres mit dem gekrümmten Sammelrohr über ein Auslaßsteigrohr verbunden ist.

Es ist auch erfindungsgemäß, daß eine Vielzahl von Abstandshaltern in dem Ringraum zwischen dem ersten rohrförmigen Bauteil und dem zweiten rohrförmigen Bauteil positioniert ist, so daß das erste rohrförmige Bauteil und das zweite rohrförmige Bauteil im Abstand voneinander gehalten sind. Weiterhin ist erfindungsgemäß, daß der Behälter ein oberes Ende und ein unteres Ende aufweist, im allgemeinen vertikal

positioniert ist und einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt umfaßt, daß die Fluideinlaßeinrichtung und

Fluidauslaßeinrichtung in einem unteren Abschnitt des Behälters angeordnet sind, und daß sich das erste rohrförmige Bauteil

und das zweite rohrförmige Bauteil von der Fluideinlaßeinrichtung und der Fluidauslaßeinrichtung zu dem oberen Endabschnittdes Behälters erstrecken.

Ebenso Ist erfindungsgemäß, daß eine Rühreinrichtung vorgesehen ist, welche

a) eine innerhalb des Behälters zentral angeordnete Welle, die koaxial zu der Längsachse des Behälters ausgerichtet ist,

b) eine an der Welle befestigte Antriebseinrichtung und

c) eine Vielzahl von Flügeln umfaßt, die an der Welle angeordnet sind, wobei der Durchmesser der Flügel nicht größer als der Durchmesser einer unbesetzten Zone ist, die von den rohrförmigen Bauteilen definiert ist, die dem Innonende des radial positionierten Rohres am nächsten angeordnet sind.

In Sinn der Erfindung ist es, daß eine Einlaßeinrichtung zum Einführen von Nährmitteln und Kohlenstoff und einer Energiequelle in den Behälter vorgesehen ist, daß eine Einlaßeinrichtung für das Einführen von Gas in den Behälter, daß eine Auslaßeinrichtung zum Entfernen von Gärstoff aus dem unteren Endabschnitt des Behälters, und daß eine Einrichtung zum Entgasen von Schaum angeordnet sind, welche in einem oberen Abschnitt und am äußeren Umfang des Behälters angeordnet ist.

Erfindungsgemäß ist auch, daß eine Zuführeinrichtung für flüssiges Ammoniak mit der Fluideinlaßeinrichtung in Verbindung steht.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist somit eine Vorrichtung zum Wärmeaustausch vorgesehen. Die Vorrichtung umfaßt einen Behälter zum Aufnehmen einer Flüssigkeit. Ein Rohr ist in dem Behälter angeordnet. An der Innenseite des Rohres ist eine Trennwand vorgesehen, welche das Innere des Rohres in eine erste Kammer und eine zweite Kammer unterteilt. Ein erstes rohrförmiges Bauteil ist an der Seitenwand des Rohres mit einem ersten Ende angeordnet. Ein zweites Ende des rohrförmigen Bauteils ist mit einem Verschluß versehen. Ein zweites rohrförmiges Bauteil ist innerhalb des ersten rohrförmigen Bauteiles angeordnet. Ein erstes Ende des zweiten rohrförmigen Bauteils ist an einer Öffnung der Trennwand befestigt, und ein zweites Ende des zweiten rohrförmigen Bauteiles befindet sich im Abstand von dem Verschluß des ersten rohrförmigen Bauteiles. Ein Strömungsweg wird somit von der ersten Kammer durch das zweite rohrförmige Bauteil, durch einen Ringraum zwischen dem zweiten rohrförmigen Bauteil und dem ersten rohrförmigen Bauteil und in die zvveite Kammer geschaffen. Eine Fluideinlaßeinrichtung erstreckt sich durch die Seitenwand des Behälter? jnd ist mit der ersten Kammer verbunden. Eine Fluidauslaßeinrichtung erstreckt sich zur Seitenwand des Behälters und ist mit der zweiten Kammer verbunden. Die Anordnung ist kompakt, einfach und zeichnet sich durch einen hohen Wärmeübergangskoeffizienten aus und arbeitet weiterhin frei von durch Wärme erzeugten Spannungen

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß

a) ein Wärmeaustauschfluid in einen Behälter durch eine Einlaßeinrichtung eingeführt wird, welche sich durch die Behälterwand erstreckt,

b) das Wärmeaustauschfluid »us der Einlaßeinrichtung in eine Vielzahl von ersten Wärmeaustauschrohren ausgeteilt wird, die je ein erstes und ein zweites Ende aufweisen und über das erste Ende mit der Einlaßeinruchtung verbunden sind,

d) das erste Wärmeaustauschfluid aus dem zweiter· ü..ue der ersten Vielzahl der Wärmeaustauschrohre und in das erste Ende einer zweiten Vielzahl von Wärmeaustauschrohren geleitet wird, die je konzentrisch um ein Wärmeaustauschrohr der ersten Vielzahl angeordnet sind, wobei das Wärmeaustauschfluid aus dem ersten Ende der zweiten Vielzahl der Wärmeaustauschrohre längs einer Vielzahl von Ringräumen, die zwischen den ersten und den zweiten Wärmeaustauschrohren definiert sind, zu einem zweiten Ende der zweiten Wärmeaustauschrohre strömt,

e) das Wärmeaustauschfluid aus dem zweiten Ende der zweiten Wärmeaustauschrohre abgeführt und in einer Auslaßeinrichtung gesammelt wird, die sich durch die Behälterwand erstreckt, und

f) das Wärmeaustauschfluid aus dem Behälter durch die Auslaßeinrichtung abgezogen wird.

Erfindungsgemäß ist weiterhin, daß das Wärmeaustauschfluid flüssiges Ammoniak enthält, uno iß das aus dem Behälter abgezogene Wärmeaustauschfluid ein Gemisch von Ammoniak-Flüssigkeit und Ammoniak-Dampf enthält. Erfindungsgemäß ist auch, daß der Ammoniakdampf kondensiert wird und der so kondensierte Ammoniak-Dampf in die Einlaßleitung geführt wird.

Erfindungsgemäß ist weiterhin, daß die Außenflächen des Rohres der zweiten Vielzahl der Wärmeaustauschrohre in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der wenigstens so groß wie ein Außendurchmesser des zweiten Wärmeaustauschrohres ist, und daß eine Gärbrühe an der Außenfläche der Rohre der zweiten Vielzahl von Wärmeaustauschrohren zirkuliert. Im Sinne der Erfindung ist es, daß die Vielzahl der ersten Wärmeaustauschrohre und der zweiten Wärmeaustauschrohre in Bezug auf eine Längsachse des Behälters im allgemeinen radial ausgerichtet sind, und daß der Behälter ein Mehrfaches dieser Vielzahl von Rohren enthält.

Weiterhin ist erfindungsgemäß, daß das Gemisch eine Temperatur von zwischen ungefähr 0° und ungefähr 10° aufweist. Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird somit ein Verfahren zum Umwälzen eines Wärmeaustauschfluids vorgeschlagen. Das Wärmeaustauschfluid wird in einen Behälter durch eine Einlaßeinrichtung eingegeben, die sich durch die Behälterwand erstreckt. Das Wärmeaustauschfluid wird aus der Einlaßeinrichtung in eine Vielzahl von ersten Wärmeaustauschrohren abgegeben, die je ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweisen und über das erste Ende mit der Einlaßeinrichtung verbunden sind. Das Wärmeaustauschfluid strömt aus dem ersten Ende der Vielzahl erster Wärmeaustauschrohre in das zweite Ende der Vielzahl erster Wärmeaustauschrohre. Am zweiten Ende der Vielzahl der

die je konzentrisch um ein erstes Wärmeaustauschrohr angeordnet sind.

Das Wärmeaustausch!IuId strömt dann aus dem ersten Ende der Vielzahl der zweiten Wärmeaustauschrohre längs einer Vielzahl von Ringräumen zwischen den ersten Wärmeaustauschrohren und den zweiten Wärmeaustauschrohren zu einem zweiten Ende der zweiten Wärmeaustauschrohre; an diesem Punkt wird das Wärmeaustauschfluid von den zweiten Wärmeaustauschrohren abgezogen und in einer Auslaßeinrichtung gesammelt, die sich durch die Behälterwand erstreckt, um das Fluid aus dem Behälter abzuziehen.

Ausfuhrungsbeispiele

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: eine teilweise geschnittene Ansicht einer Vorrichtung mit einem Rohrbündel; Fig. 2: teilweise schematisch die Vorrichtung nach Fig. 1 gemäß der Linie 2-2; Fig. 3: teilweise schematisch die Vorrichtung nach Linie 3-3 in Fig. 1;

Fig. 4: eine Schnittansicht eines Teiles der Vorrichtung entsprechend der Linie 4-4 in Fig. 1; Fig. 5: schematisch einen Teil der Vorrichtung nach Fig. 1 ;

Fig. 6: schematisch einen Teil der Vorrichtung nach Fig. 4;

Fig.7: eine Schnittansicht entsprechen 1 der Linie 7-7 in Fig. 1;

Fig. 8: eine teilweise schematisch und teilweise im Schnitt gezeigte weitere Ausführungsform und Fig.9: eine Schnittansicht gemäß der Linie 9-9 in Fig. 8.

Unter Hinweis auf Fig.4 ist eine Vielzahl von Bajonett- bzw. Innenrohren 2 und Mantelrohren 4 vorgesehen, die zusammen eine Bajonettrohranordnung 1 bilden. Das Innenrohr 2 öffent sich in eine Einlaßkammer 6 einer unterteilten Rohrleitung 8. Das Mantelrohr 4 öffnet sich in eine Auslaßkammer 10 der Rohrleitung 8. Fluid tritt in die Einlaßkammer 6 ein und wird in das Innenrohr 2 abgegeben. Die Innenrohre 2 sind innerhalb der Mantelrohre 4 mit größerem Durchmesser angeordnet. Das eintretende Fluid strömt aufwärts durch das Innenrohr 2, kehrt seine Strömungsrichtung an einer Abdeckung 12 am Ende des Mantelrohres 4 um und strömt abwärts in den zwischen den Innenrohren 2 und den Mantelrohren 4 vorhandenen Ringraum 28. Eine Wärmeausdehnung zwischen dem Mantelrohr 4 und dem Innenrohr 2 tritt im Bereich der Abdeckung au', wobei keine Wärmespannungen erzeugt werden.

Das Innenrohr 2 und das Mantelrohr 4 können in einer gewünschten Richtung angeordnet sein. Vorzugsweise sind das Innenrohr und das Mantelrohr vertikal aufwärts oder vertikal abwärts, vorzugsweise vertikal aufwärts positioniert, wenn ein Zweiphasen-Fluid zu fördern ist. Die unterteilte Rohrleitung 8 kann als Rohr mit einer darin vorgesehenen Trennwand 14 umschrieben werden. Vorzugsweise erstreckt sich die Trennwand 14 diametral über das Rohr und teilt letzteres in eine erste Kammer, die als Einlaßkammer 6 dient und eine zweite Kammer, welche als Auslaßkammer 10 dient. Das Mantelrohr 4 kann als erstes rohrförmiges Bauteil mit einem ersten Ende 16 beschrieben werden, das an dem Rohr befestigt ist, wobei ein zweites Ende 18 mit einem Verschluß wie beispielsweise einer Schweißkappe verbunden ist. Das Innenrohr kann von einem zweiten rohrförmigen Bauteil gebildet sein, dessen erstes Ende 20 an der Trennwand 14 befestigt ist, wobei sein zweites Ende 22 im Abstand von dem Endverschluß des ersten rohrförmigen Bauteiles angeordnet ist. Das erste Ende des zweiten rohrförmigen Bauteiles ist in einer Öffnung 24 in der Trennwand 14 angeordnet, so daß ein Strömungsweg von der ersten Kammer, der Einlaßkammer 6, durch das Innere, den Innenraum 26, des zweiten rohrförmigen Bauteiles, durch einen zwischen der Außenseite des zweiten rohrförmigen Bauteils und der Innenseite des ersten rohrförmigen Bauteiles definierten Ringraum 28 in die zweite Kammer, die Auslaßkammer 10, geschaffen ist.

Nach Fig. 1 erstreckt sich eine Fluideinlaßeinrichtung 30 durch eine Seitenwand 32 eines Behälters 34 und ist mit der ersten Kammer verbunden. Eine Fluidauslaßeinrichtung 36 erstreckt sich durch die Seitenwand 32 des Behälters 34 und ist mit der zweiten Kammer verbunden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann der Behälter 34 ein Fluid, normalerweise eine Flüssigkeit oder ein Flüssigkeits-Dampf-Gemisch enthalten und beispielsweise ähnlich dem Behälter nach Fig. 8 konstruiert sein. Ein Teil der Seitenwand 32 bildet eine im allgemeinen zylindrische Innenfläche 38 des Behälters 34. Diese Innenfläche 38 ist um eine Längsachse 138 des Behälters 34 symmetrisch angeordnet (siehe Fig.8). Die allgemeinen Abmessungen des Behälters 34 werden normalerweise so gewählt, daß das Verhältnis von Länge zu Durchmesser allgemein in dem Gereich von ungefähr 0,1:1 biszu ungefähr 10:1 liegt. Vorzugsweise ist das Verhältnis von Länge zu Durchmesser, wenn der Behälter bei einem Gärverfahren verwendet wird, wie dies nachfolgend erläutert ist, in einem Bereich von 0,3:1 bis zu ungefähr 5:1, wobei dieses Verhältnis bevorzugt in dem Bereich von ungefähr 1:1 bis ungefähr 4:1 fällt.

Die Fluideinlaßeinrichtung 30 umfaßt ein Speiserohr 40, das sich durch die Seitenwand 32 des Behälters 34 erstreckt. Das Speiserohr 40 ist mit einem gekrümmten Speiserohr 42 verbunden.

Das Speiserohr 42 erstreckt sich umfangsmäßig im und im Abstand von der Seiteninnenwand des Behälters 34. Das Speiserohr 42 ist mit der ersten Kammer, der Einlaßkammer 6, über ein Steigrohr 44 verbunden. Bei einer Gärvorrichtung wird eine Vielzahl von unterteilten Rohrleitungen verwendet, und dabei verbindet eine Vielzahl von Steigrohren jedes Speiserohr 42 mit d?r Vielzahl der Rohrleitungen 8. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Speisesteigrohre, die Steigrohre 44, mit einem innenseitigen Endabschnitt der Rohrleitungen 8 verbunden.

Die Fluidauslaßeinrichtung 36 umfaßt ein erstes Auslaßrohr 11, Jas sich durch die Seitenwand 32 des Behälters 34 erstreckt (Fig. 1). Das A.'islaßrohr 11 ist mit einem gekrümmten Sammelrohr 7 verbunden, das sich am Innenumfang um das Innere des Behälters 34 in einer von der Seitenwand 32 beabstandeten Lage erstreckt und vorzugsweise zwischen einer oder mehreren Bajonettrohranordnungen 1 und dem zylindrischen Abschnitt, der Innenfläche 38, der Seitenwand 32 positioniert ist. Ein Austrittsrohr, das Steigrohr 46, verbindet die Außenkammer 10 der Rohrleitung 8 mit dem gekrümmten Sammelrohr 7. Bei einer Gärvorrichtung können viele derartiger Rohrleitungen vorhanden sein, und somit werden Steigrohre 46 gleicher Anzahl eingesetzt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Wärmeaustauschfluid ein Kühlmittel, vorzugsweise Ammonaik. Unter Bezugnahme auf Fig.8 ist ein Gaskompressor 202 vorgesehen, um Fluid aus dem Auslaßrohr 11 zu ziehen. Ein Kondensator 204

ist zum Kühlen eines Stromes aus dem Gaskompressor 202 angeordnet. Eine Leitungseinrichtung 206 verbindet den Gaskompressor 202 mit dem Kondensator 204. Eine Leitungseinrichtung 208 verbindet den Kondensator 204 mit der Fluideinlaßeinrichtung. Vorzugsweise umfaßt die Leitungseinrichtung 208 eine Pumpe 210, um einen Flüssigkeitsstrom von einem Auslaß des Kondensators 204 zu den Bajonettrohranordnungen 1 zu schaffen. Eine Leitung 212 verbindet die Fluidauslaßeinrichtung mit dem Kompressor 202.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Vielzahl von unterteilten Rohrleitungen 8 in dem Behälter in einer Anordnung vorgesehen, die in bezug auf die Längsachse des Behälters 34 allgemein radial ausgerichtet ist. Vorzugsweise sind die Rohrleitungen 8 in Sätzen von 3 bis ungefähr 12 gruppiert, welche die Bündel 52 bilden und auf Linien ausgerichtet sind, die sich in der Nähe eines Behälterdurchmessers durch den Behälter erstrecken. Die Rohranordnungen erstrecken sich von jeder Vielzahl der Rohrleitungen 8 als Bündel allgemein paralleler Rohre, die zu der Längsachse des Behälters im wesentlichen parallel ausgerichtet sind. Die Rohrleitungen 8 sind in einem unteren Abschnitt des Behälters angeordnet, und die Rohranordnungen erstrecken sich davon aufwärts. Die Rohranoi dnungen in den benachbarten Rohrreihen sind versetzt, so daß die Rohre im Rohrbündel in einem Dreieckmuster ausgelebt sind (siehe Fig. 2 und 3). Die einzelnen Rohranordnungen sind von Stäben eines Paares von Ablenk- bzw. Leitvorrichtungen gestützt, die aus einer ersten Leitvorrichtung 48 und einer zweiten Leitvorrichtung 50 gebildet sind. Vorzugsweise enthält jede dieser Vorrichtung ausreichend viel Stäbe, so daß jede Rohranordnung in dem Rohrbündel an zwei Seiten von jeder Ablenkvorrichtung 48 oder 50 abgestützt ist. Das Paar der Ablenkvorrichtungen 48 und 50 stützen zusammen alle vier Seiten einer jeden Rohranordnung ab, so daß jede Rohranordnung des Bündels 52 mit einer Radialstütze versehen ist. Gewünschtenfalls können die Stäbe einer jeden Ablenkvorrichtung zwischen abwechselnden Rohrreihen angeordnet sein, wie dies beispielsweise in Fig.9 gezeigt ist; in diesem Fall sind vier Stabablenkvorrichtungen erforderlich, um für jedes Rohrbündel eine radiale Abstützung zu schaffen. Bei dieser Ausführungsform wird geringerer Druckanfall für longituüim I strömende Fluide verursacht. Es ist wesentlich, daß die Stäbe der Ablenkvorrichtungen 48 und 50 so bemessen sind, daß sie die Rohre auf jeder Seite der Bahn stützen, über welche sich die Stäbe erstrecken. Die erforderliche Querschnittsabmessung der Stäbe hängt von der Querschnittsabmessung der Bahnen ab, in denen die Stäbe angeordnet sind. Die Stäbe können jede gewünschte Querschnittsform wie beispielsweise rund, eiiipsenförmig, quadratisch oder beispielsweise rechteckig aufweisen. Es ist indessen bevorzugt, um zwischen dem Stab und dem Rohr einen Punktkontakt zu schaffen, daß die Stäbe rund sind. Eine Punktberührung zwischen dem Rohr und dem Stab erleichtert das Reinigen des Rohrbündels. Dies ist ein wesentlicher Gesichtspunkt, wenn das Bündel beispielsweise zum Kühlen in einem Gärverfahren eingesetzt werden soll, wie dies nachfolgend erläutert ist.

Die stabförmigen Umlenk- und Stützvorrichtungen sind so ausgebildet, daß sie Rohrkollisionen und eine Beschädigung des Rohrbündels im Betrieb verhindern. Die Ablenkvorrichtungen verhindern ebenfalls eine Rohrbewegung, die Ermüdungsbrüche an Schweißstellen zwischen Mantelrohr und Rohrleitung ergeben können. Um eine Beschädigung durch inneres Aufeinandertreffen zwischen dem Innenrohr 2 und dem Mantelrohr 4 zu verhindern, sind zwischen jedem Innenrohr 2 und jedem Mantelrohr 4 Abstandshalter 256 vorgesehen, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist. Vorzugsweise sind die Abstandshalte, 256 auf einer Außenfläche des Innenrohres 2 geschweißt. Die Abstandshalter 256 sind länglich ausgebildet und erstrecken sich longitudinal längs der Außenfläche des Innenrohres 2, um einen Strömungswiderstand herabzusetzen. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Abstandshalter 256 durch Anschweißen von Stäben gebildet, die so bemessen sind, daß das Innenrohr 2 in dem Mantelrohr 4 abgestützt ist. Die Abstandshalter 256 sind an der Außenwand eines jeden Innenrohres 2 befestigt, um eine radiale Abstützung des Innenrohres 2 innerhalb des Mantelrohres 4 zu schaffen. Somit ergibt sich aufgrund der Abstandshalter 256 wenigstens eine Dreipunktabstützung eines jeden Innenrohres 2 innerhalb eines jeden Mantelrohres 4.

Unter Bezugnahme auf Fig.5 ist es bevorzugt, daß die erste Umlenkvorrichtung aus einem Streifen bzw. Band 56 gebildet ist, welches das Rohrbündel umgibt. Von jedem der Streifen 56 erstrecken sich Streben 90 im allgemeinen radial, vorzugsweise längs Bahnen in der Nähe eines Durchmessers ties Behälters und im allgemeinen parallel zur Richtung der Rohrreihen; sie schaffen eine Einrichtung, um die Bänder bzw. Streifen S6 und somit die Ahlonkvorrichtungen und die Rohrbündel in bezug auf die Behälterwand festzulegen. Von den Bändern 56 erstrecken sich Streben 92 schräg zur Richtung der Rohrreihen, um eine zusätzliche Abstützung des Rohrbündels zu schaffen, so daß es Kräften widerstehen kann, die in einem Rührbehälter entstehen, wenn in letzterem Rohrbündel verwendet werden. Querstreben 94 verbinden vorzugsweise benachbarte Bänder 56 und erstrecken sich mitrotierend um einen Abschnitt des Rohrbündels, um Torsionskräften besser zu widerstehen. Wenn das Rohrbündel, das Bündel 52, in einom Gärbehälter für die Erzeugung von Hefe oder Bakterien verwendet werden soll, ist es wünschenswert, daß die Bauweise des Bündels 52 ausreichend offen ist, um ein gründliches Reinigen zwischen den Arbeitsgängen zu erleichtern. Somit ist ein großer Abstand zwischen den einzelnen Rohren wünschenswert. Für das Abstützen der weit voneinander beabstandeten Rohre sind relativ große Stützstäbe erforderlich. Es kann ebenfalls wünschenswert sein, die Stäbe in schiefon Winkeln durch das Rohrbündel zu positionieren, so daß der aufgrund des größeren Abstandes zwischen den Rohrreihen vergrößerte Stabdurchmesser auf ein Minimum herabgesetzt wird. Im allgemeinen ist bei einem Abstand zwischen benachbarten Rohren in der gleichen Reihe im Bereich von ungefähr 1,5D bis ungefähr 2,5D, wobei D der Rohraußendurchmesser ist, der Abstand zwischen benachbarten Rohrreihen in dem Bereich von ungefähr 2 D bis ungefähr 4D, und die Stäbe weisen einen Durchmesser im Bereich von ungefähr 0,5D bis ungefähr D auf. In Fig.8 und 9 ist eine bevorzugte Ausführungsform bei Anwendung in einem Gärbehälter gezeigt. Der Behälter 34 nach Fig. 8 ist mit einer Rühreinrichtung einschließlich einer Welle 130 ausgerüstet, die von einer Antriebseinrichtung 139antreibbarist.AnderWelle 130 sind zwei Flügel 156und158vorgesehen. Diese Flügel 156und158sind entsprechend aus Scheiben 152 und 154 gebildet, an welchen eine Vielzahl von Blättern 151 und 153 entsprechend angeordnet sind. In Abhängigkeit von der Behälterhöhe, Breite, den Abmessungen der Wärmeaustauscheinrichtung und dergleich kann eine größere Anzahl von Flügeln verwendet werden. Wie in Fig. 8 gezeigt ist, ist es bevorzugt, den nächsten am Boden angeordneten Flügel in enger Nähe zur Abgabevorrichtung 149 anzuordnen, um den Sauerstofftransport in dem Gärfluid zu verbessern. Durch den Ausdruck „enge Nähe" soll ausgedrückt werden, daß der am nächsten am Boden angeordnete Flügel und die Abgabevorrichtung voneinander um ungefähr </3 bis einschließlich Vio des Flügeldurchmessers angeordnet sind. Zusätzliche Flügel können an der Welle 130 in verschiedenen Relativlagen verwendet werden. Zwecks leichter Anordnung an der Rührwelle der Welle 130, können Mehrfachflügel gleichmäßig längs der Welle 130 im Abstand voneinander angeordnet sein, wobei der oberste Flügel vorzugsweise in einer Höhe von 60% der Behälterhöhe angeordnet ist, wie dies in Fig.8 anhand des Flügels 158 gezeigt ist.

Die Abmessungen des Behälters sind so gewählt, daß das Verhältnis von Länge zu Durchmesser im allgemeinen im Bereich von ungefähr 0,1:1 bis zu 10:1 liegt. Vorzugsweise liegt das Verhältnis von Länge zu Durchmesser des Gärbehälters in dem Bereich von ungefähr 0,3:1 bis 5:1, wobei das bevorzugte Verhältnis von Länge zu Durchmesser im Bereich von ungefähr 1:1 bis zu 4:1 liegt.

Wärmeaustauschfluid wird parallelen Bajonettrohrr.nordnungen 1 über die Fluideinlaßeinrichtung 30 zugeführt, wie dies in Fig.8 gezeigt ist. Die Fluideinlaßleitung 30 ist mit e-ner Zuführung, der Leitungseinrichtung 208, für Wärmeaustauschfluid, vorzugsweise flüssiges Ammoniak verbunden. Dw Wärmeaustauschfluid erstreckt sich durch die Fluideinlaßeinrichtung 30 und strömt danach durch die Bajonettrohranordnungen 1 des Bündels, wird gesammelt und über die Fluidauslaßeinrichtung 36 abgeführt. Vorzugsweise sind wenigstens zwei Leit- bzw. Umlenkvorrichtungen in der Form von Rohrbündeln paralleler Bajonettrohranordnungen 1 in dem Behälter 34 vorgesehen. Wie in Fig.8 gezeigt ist, umfaßt jede Leit- bzw. Umlenkvorrichtung ein Bündel paralleler Rohre in parallelen Reihen. Die Bajonettrohranordnungen 1 in jeder Umlenkvorrichtung weisen eine Länge von ungefähr 25 bis 90% der Länge des geraden (zylindrischen) Abschnittes des Behälters ohne Einschluß des gewölbten Behälterkopfes auf.

Es kann eine Vielzahl von Rohrbündeln in Abhängigkeit von der Größe der Rohrbündel, der Anzahl von Rohren pro Bündel und dergleichen verwendet werden. Bis zu 30 Bündel können pro Behälter eingesetzt werden, wobei der Bereich von ungefähr 4 bis 24 Umlenkvorrichtungen pro Kessel bevorzugt ist.

Die Blätter 151 können an der Scheibe 152 auf eine Vielzahl von Arten angeordnet sein, beispielsweise können die Blätter rechtwinklig zur F jene der Scheibe und an einem radialen Vorsprung von der Vertikalachse der Scheibe angeordnet sein, oder die Blätter 151 köi..:in an der Scheibe in einem Winkel in bezug auf die Achse der Scheibe ausgerichtet sein. Andere Flügelausbildungen können ebenfalls verwendet werden, wie beispielsweise Axialströmungsflügel, Schiffsschrauben und dergleichen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der am nächsten am Boden angeordnete Flügel 156 mit einer Vielzahl von Blättern ausgerüstet, die rechtwinklig zur Ebene der Scheibe ausgerichtet sind, während die zusätzlichen Flügel die gleiche Ausbildung oder die Ausbildung weiterer Flügeltypen aufweisen können, wie sie bekannt sind. Die obere Grenze des Flügeldurchmessers wird von dem Innendurchmesser der Rohrbündel definiert, welche die Wärmeaustauscheinrichtung in dem Behälter, d. h. innerhalb der an den Sammelrohren angeordneten inneren Rohre umfassen. Ein Flügeldurchmesser, welcher sich dieser oberen Grenze nähert, schafft ein maximales Mischergebnis pro Flügel. Es ist bevorzugt, daß der Flügeldurchmesser nicht kleiner als ungefähr 10% des Behälterinnendurchmessers ist, und im allgemeinen übersteigt der Flügeldurchmesser nicht ungefähr 40% des gesamten Innendurchmessers des Behälters. Vorzugsweise wird ein Flüge! mit einem Durchmesser von ungefähr 20 bis 35% des Behälterinnendurchmessers verwendet. Wie in Fig. 8 gezeigt ist, ist der Gärbehälter, der Behälter 34, ebenfalls mit einem ersten Einlaß 146 und einem zweiten Einlaß 147 als auch mit einem Gaseinlaß 145 versehen. Während der Behälter 34 mit zwei Einlassen 146 und 147 gezeigt ist, könnte die gesamte Zuführung zu dem Gärbehälter über lediglich eine oder eine Vielzahl von Einlaßeinrichtungen erfolgen, wenn verschiedene Komponenten separat zugegeben werden. In vielen Gärprozessen ist es beispielsweise wünschenswert, die Nährstoffe und die Kohlenstoff- und Energiequelle als separate Ströme zuzuführen. Während die Einlasse 146 und 147 je mit einem Abgabedurchgang versehen sind, kann eine stärkere Verteilung des Beschickungsgutes durch Verwendung von Einlassen erreicht werden, die mehrere Abgabedurchgänge aufweisen. Zusätzlich können die Einlaßdurchgänge an verschiedenen Stellen um den Gärbehälter angeordnet sein, die indessen häufig so angeordnet sind, wie es von der Zweckmäßigkeit der Anlage bestimmt ist.

Der Gaseinlaß 145 wird zum Zuführen von Sauerstoff und gegebenenfalls Stickstoff zu dem Gärbehälter verwendet. Über den Gaseinlaß 145 zugeführtes Gas tritt in den Gärbehälter über die Abgabevorrichtung 149 ein. Diese Abgabevorrichtung ist vorzugsweise symmetrisch in dem Gärbehälter in bezug auf dessen Längsachse angeordnet und weist eine Seitenfläche auf, die eine Vielzahl von Löchern enthält. Vorzugsweise ist der Durchmesser der Abgabevorrichtung nicht größer als der Durchmesser des am nächsten am Boden angeordneten Flügels, unter welchem die Seitenfläche der Abgabevorrichtung nahe angeordnet ist.

Das Einführen von Gas, die Anordnung des Flügels 156 in enger Nähe zur Abgabevorrichtung 149 und die Position der Rohrbündel tragen zu einem äußerst hohen Sauerstoffübergang bei, der mit der beschriebenen Gärvorrichtung möglich ist. Der Gärbehälter kann Sauerstoffmenyen im Bereich von wenigstens ungefähr 300 Millimol O₂/l/h umsetzen. Zusätzlich ist die Fähigkeit des Gärbehälters, Wärme abzuführen, ausreichend, um die großen durch die Gärung erzeugten Wärmemengen zu entfernen, die als Ergebnis des hohen Sauerstoffangebotes für die Gärbrühe erzeugt wird. Somit ist es mit der Gärvorrichtung, wie sie beschrieben ist, möglich, Wärme in der Größenordnung von wenigstens ungefähr 36 Kcal/l/l zu entfernen. Der Gärbehälter ist ebenfalls mit einer Einrichtung, d. h. einem Durchgang 148 zum Entfernen von Ferment ausgerüstet. Wenn dar Gärvorgang kontinuierlich durchgeführt wird, erfolgt ein kontinuierliches oder intermittierendes Abziehen von Ferment bzw. Gärstoff über den Durchgang 148, während frische Nährstoffe über die Einlasse 146; 147 und den Gaseinlaß 145 zugeführt werden.

Der Gärbehälter ist weiterhin mit wenigstens einer Einrichtung zum Entgasen von Schaum, beispielsweise mit einem Schaumrecher, ausgerüstet, oder erweist die Anordnung von Elementen auf, welche in Fig.8 die Entgasungseinrichtung bilden. Trichter bzw. Kegel 162 sind an der Welle 164 angeordnet, die von der Antriebseinrichtung 166 drehbar ist. Das Aufprallen von schäumenden Gärstoff auf die sich drehenden Kegel 162 verursacht ein Auseinanderbersten des Schaumes, so daß Flüssigkeit zu dem Hauptteil des Gärbehälters zurückkehrt, während aus dem Schaum freigelassenes Gas den Gärbehälter über eine Leitung 168 verläßt. Während wenigstens ein Schaumbrecher bei dem Gärbehälter verwendet ist, kann eine ausreichende Kapazität zum Brechen des Schaumes durch eine zweckmäßige Anzahl von Schaumbrechern vorhanden sein, die um den q cwölbten Abschnitt des Gärbehälters angeordnet sind.

Die aeroben wäßrigen Gärverfahren erfordern molekularen Sauerstoff, der von einem molekularen Sauerstoff enthaltenden Gas wie beispielsweise Luft, mit Sauerstoff angereicherte Luft oder selbst im wesentlichen reinen molekularen Sauerstoff geliefert wird, um somit dem Ferment einen Sauerstoffpartialdruck zu verleihen, der wirksam ist, um das Wachsen der Mikroorganismen oder das biochemische Umwandeln von Substrat und dessen Gedeihen zu unterstützen. Durch Verwendung von oxygeniertem Kohlenwasserstoffsubstrat kann die Forderung an Gesamtsauerstoff zum Wachstum oder Umwandaln der Mikroorganismen reduziert werden, wenn ein Paraffin verwendet wird.

Der beim Gärverfahren verwendete Druck kann in einem großen Bereich liegen. Typische Drücke liegen im Bereich von ungefähr

0 bis 10,5, vorteilhaft zwischen 0 bis 4,2 und bevorzugt zwischen 2,45 und 2,8 bar als Ausgleich der Anlage- und Betriebskostengegen die erhaltene Sauerstoffiösiichkeit. Größere Drucke als der atmosphärische Druck sind vorteilhaft, well derartige Druckedazu neigen, die Konzentration des im wäßrigen Ferment gelösten Sauerstoffes zu erhöhen, was wiederum die

Zellenwachstumsgeschwindigkeit verbessern kann. Gleichzeitig wird dies durch die Tatsache ausgeglichen, daß höhere Drücke

die Anlage- und Betriebskosten erhöhen.

Das Kühlmittel ist normalerweise unter ausreichendem Druck und Geschwindigkeit, um einen Dampf/Flüssigkeit-Austrag aus

dem Rohrbündel bei einer Temperatur in dem Bereich von 0 bis 10° zu ergeben.

Es lassen sich zweckmäßig Änderungen an den beschriebenen Ausführungsformen durchführen, ohne sich dabei vom Kirn der Erfindung zu entfernen.

Claims

1. Wärmeaustauschvorrichtung, gekennzeichnet dadurch, daß

a) ein Behälter, we' Jher teilweise von einer Seitenwand begrenzt ist, ein Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit aufnehmen kann,

b) in dem Behälter ein Rohr angeordnet ist, welches eine Seitenwand aufweist,

e) ein zweites rohrförmiges Glied mit einem ersten Ende an der Trennwand befestigt ist und ein zweites Ende eufweist, das von dem Endverschluß des ersten rohrförmigen Gliedes im Abstand angeordnet ist, sich das zweite rohrförmige Glied innerhalb des ersten rohrförmigen Gliedes erstreckt, so daß ein Strömungsweg aus der ersten Kammer durch das zweite rohrförmige Glied, durch einen Ringraum zwischen dem zweiten rohrförmigen Glied und dem ersten rohrförmigen Glied und in die zweite Kammer ausgebildet ist,

f) eine Fluideinlaßeinrichtung sich durch die Seitenwand des Behälters erstreckt und mit. der ersten Kammer verbunden ist und

g) eine Fluidauslaßeinrichtung sich durch die Seitenwand des ersten Behälters erstreckt und mit der zweiten Kammer verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Behälter weiterhin ein Gas enthalten kann, daß die Seitenwand des Behälters eine im allgemeinen zylindrische Innenfläche definiert, daß der Behälter eine Längsachse aufweist, um welche die Seitenwand symmetrisch angeordnet ist, daß die Fluideinlaßeinrichturig ein Zuführrohr, das sich durch die Seitenwand des Behälter^ erstreckt, und ein gekrümmtes Zuführrohr umfaßt, das sich umfangsmäßig an Jer Innenseite des Behälters in einer Lage im Abstand von der Seitenwand des Behälters erstreckt und mit der ersten Kammer über ein Steigrohr verbunden ist, und daß die Fluidauslaßeinrichtung ein erstes Auslaßrohr, welches sich durch die Seitenwand des Behälters erstreckt und mit einem gekrümmten Sammelrohr verbunden ist, welches sich im allgemeinen umfangsmäßig in dem Behälter in einer von der Seitenwand des Behälters beabstandeten Lage erstreckt und ein Auslaßsteigrohr umfaßt, welches die zweite Kammer mit dem gekrümmten Sammelrohr verbindet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gaskompressor, mit welchem Fluid aus der Fluidauslaßeinrichtung abziehbar ist, durch einen Kondensator zum Kühlen des aus dem Gaskompressor austretenden Mediums, durch eine den Gaskompressor mit dem Kondensator verbindende Leitungseinrichtung, und durch eine den Kondensator mit der Fluideinlaßeinrichturig verbindenden Leitungseinrichtung.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, daß eine Vielzahl der Rohre in dem Behälter vorgesehen ist, die in Bezug auf die Längsachse des Behälters im allgemeinen radial ausgerichtet sind, daß jedes der radial angeordneten Rohre ein Innenende und ein Außenende aufweist, daß eine Vielzahl erster rohrförmiger Bauteile und eine Vi&izahl zweiter rohrförmiger Bauteile an jedem dieser Rohe angeordnet sind, daß Zuführstoigrohre jedes der radial angeordneten Rohre mit dem gekrümmten Zuführrohr verbinden und daß Auslaßsteigrohre jedes der allgemein radial positionierten Rohre mit dem gekrümmten Sammelrohr verbinden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, daß das gekrümmte Einlaßrohr mit einem innenseitigen Endabschnitt eines jeden im allgemeinen radial angeordneten Rohres über ein Zuführsteigrohr verbunden ist und daß ein außenseitiger Endabschnitt eines jeden allgemein radial angeordneten Rohres mit dem gekrümmten Sammelrohr über ein Auslaßsteigrohr verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, daß eine Vielzahl von Abstandshaltern in dem Ringraum zwischen dem ersten rohrförmigen Bauteil und dem zweiten rohrförmigen Bauteil positioniert ist, so daß das erste rohrförmige Bauteil und das zweite rohrförmige Bauteil im Abstand voneinander gehalten sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, daß der Behälter ein oberes Ende und ein unteres Ende aufweist, im allgemeinen vertikal positioniert ist und einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt umfaßt, daß die Fluideinlaßeinrichtung und Fluidauslaßeinrichtung in einem unteren Abschnitt des Behälters angeordnet sind, und daß sich das erste rohrförmige Bauteil und das zweite rohrförmige Bauteil von der Fluideinlaßeinrichtung und der Fluidauslaßeinrichtung zu dem oberen Endabschnitt des Behälters erstrecken.

S. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet dadurch, daß eine Rühreinrichtung vorgesehen ist, welche

b) eine an der Welle befestigte Antriebseinrichtung und

c) eine Vielzahl von Flügeln umfaßt, die an der Welle angeordnet sind, wobei der Durchmesser der Flügel nicht größer als der Durchmesser einer unbesetzten Zone ist, die von den rohrförmigen Bauteilen definiert ist, die dem Innenende des radial positionierten Rohres am nächsten angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet dadurch, daß eine Einlaßeinrichtung zum Einführen von Nährmitteln und Kohlenstoff und einer Energiequelle in den Behälter vorgesehen isi, daß eine Einlaßeinrichtung für das Einführen von Gas in den Behälter, daß eine Auslaßeinrichtung zum Entfernen von Gärstoff aus dem unteren Endabschnitt des Behälters, und daß eine Einrichtung zum Entgasen von Schaum angeordnet sind, welche in einem oberen Abschnitt und am äußeren Umfang des Behälters angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß eine Zuführeinrichtung für flüssiges Ammoniak mit der Fluideinlaßelnrichtung in Verbindung steht.

11. Wärmeaustauschverfahren, gekennzeichnet dadurch, daß

b) das Wärmeaustauschfluid aus der Einlaßeinrichtung in eine Vielzahl von ersten Wärmeaustauschrohren ausgeteilt wird, die je ein erstes und ein zweites Ende aufweisen und über das erste Ende mit der Einlaßeinrichtung verbunden sind,

c) das erste Wärmeaustauschfluid aus dem ersten Ende zum zweiten Ende der Vielzahl der ersten Wärmeaustauschrohre strömt,

d) das erste Wärmeaustauschfluid aus dem zweiten Ende der ersten Vielzahl der Wärmeaustauschrohre und in das erste Ende einer zweiten Vielzahl von Wärmeaustauschrohren geleitet wird, die je konzentrisch um ein Wärmeaustauschrohr der ersten Vielzahl angeordnet sind, wobei das Wärmeaustauschfluid aus dem ersten Ende der zweiten Vielzahl der Wärmeaustauschrohre längs einer Vielzahl von Ringräumen, die zwischen den ersten und den zweiten Wärmeaustauschrohren definiert sind, zu einem zweiten Ende der zweiten Wärmeaustauschrohre strömt,

e) das Wärmeaustauschfluid aus dem zweiten Ende derzweiten Wärmeaustauschrohre abgeführt und in einer Auslaßeinrichtung gesammelt wird, die sich durch die Behälterwand erstreckt, und

12. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet dadurch, daß das Wärmeaustauschfluid flüssiges Ammoniak enthält, und daß das aus dem Behälter abgezogene Wärmeaustauschfluid ein Gemisch von Ammoniak-Flüssigkeit und Ammoniak-Dampf enthält.

13. Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet dadurch, daß der Ammoniakdampf kondensiert wird und der so kondensierte Ammoniakdampf in die Einlaßleitung geführt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet dadurch, daß die Außenflächen des Rohres der zweiten Vielzahl der Wärmeaustauschrohre in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der wenigstens so groß wie ein Außendurchmesser des zweiten Wärmeaustauschrohres ist, und daß eine Gärbrühe an der Außenfläche der Rohre der zweiten Vielzahl von Wärmeaustauschrohren zirkuliert.

15. Verfahren nach Anspruch 14, gekennzeichnet dadurch, daß die Vielzahl der ersten Wärmeaustauschrohre und derzweiten Wärmeaustauschrohre in Bezug auf eine Längsachse des Behälters im allgemeinen radial ausgerichtet sind, und daß der Behälter ein Mehrfaches dieser Vielzahl von Rohren enthält.

16. Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet dadurch, daß das Gemisch eine Temperatur von zwischen ungefähr 0° und ungefähr 1O⁰C aufweist.

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