DE19525486A1

DE19525486A1 - Hot gas cooling device - has cooling liquid jets contained in space between quenching/mixing pipe and gas feed pipe used to coat inside walls of quenching/mixing pipe

Info

Publication number: DE19525486A1
Application number: DE1995125486
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Ing Alzner; Hans Dipl Ing Hiller; Ahmed Dipl Ing Mansour
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1995-07-13
Filing date: 1995-07-13
Publication date: 1997-01-16

Abstract

The cooling device has the hot gas brought into direct contact with vaporised cooling liquid droplets within a quenching/mixing pipe (3), the inside surface of which is coated with a film of the cooling liquid. A number of jets (5) or jet heads are positioned in an annular space between the quenching/mixing pipe and the central feed pipe (1) for the hot gas, used for injection of the cooling liquid and for coating the inside wall of the quenching/mixing pipe with the liquid.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abkühlen (Quenchen) heißer Gase im direkten Kontakt mit Tropfen verdüster Kühlflüssigkeit in einem Quench-/Mischrohr.The invention relates to a device for cooling (quenching) hot gases in the direct contact with drops of evaporative coolant in a quench / mixing tube.

Aus der DE 26 17 772 C2 ist eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Dort wird beispielsweise Kühlöl als Kühlflüssigkeit zum Abkühlen eines Spalt gasstromes verwendet. Das Kühlöl wird dem Spaltgas durch eine Leitung zugeführt, die vor ihrer Öffnung in Richtung des Spaltgasstromes koaxial im Zentrum des Spaltgas rohres verläuft.DE 26 17 772 C2 describes a device according to the preamble of claim 1 known. There, for example, cooling oil is used as the cooling liquid for cooling a gap gas flow used. The cooling oil is fed to the cracked gas through a line that before opening in the direction of the cracked gas stream coaxially in the center of the cracked gas Rohres runs.

Koksbildung an den Teilen der Rohrwand, die mit heißem Spaltgas und Kühlöl beauf schlagt sind, wird dadurch verhindert, daß die Innenwand der Spaltgas-führenden Rohrleitung im Bereich des ersten Kontaktes von heißem Spaltgas und Kühlöl voll ständig mit Kühlöl benetzt wird. Das Benetzen der Wand erfolgt durch eine zusätzliche Kühlöleinspeisung in einen an der Innenwand des Spaltgasrohres anliegenden Ring raum, der in Strömungsrichtung des Spaltgases eine Ringspalt-förmige Öffnung besitzt.Coke formation on the parts of the pipe wall that act with hot cracked gas and cooling oil strikes, is prevented by the inner wall of the fission gas-carrying Pipe in the area of the first contact of hot cracked gas and cooling oil full is constantly wetted with cooling oil. The wall is wetted by an additional one Cooling oil feed into a ring lying against the inner wall of the cracked gas pipe space which has an annular gap-shaped opening in the flow direction of the cracked gas.

Nachteilig bei dieser Vorrichtung nach DE 26 17 772 C2 ist, daß getrennte Zuführungen von Kühlöl und getrennte Einbauten einerseits für die Benetzung der Innenwand des Spaltgasrohres mit Kühlöl und andererseits für das Versprühen des Kühlöles im Spalt gasrohr vorzusehen sind.A disadvantage of this device according to DE 26 17 772 C2 is that separate feeds of cooling oil and separate internals on the one hand for wetting the inner wall of the Cracked gas pipe with cooling oil and on the other hand for spraying the cooling oil in the gap gas pipe must be provided.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, mit dem gleichen Kühlmittelstrom und den gleichen Einbauten sowohl die Kühlung als auch die Benetzung der Innenwand des Quench-/ Mischrohres zu erreichen.The object of the invention is therefore with the same coolant flow and the same Internals both cooling and wetting the inner wall of the quench / To reach the mixing tube.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst von einer Kühlvorrichtung mit den Merk malen des Anspruchs 1.The object is achieved by a cooling device with the Merk paint of claim 1.

Kennzeichnend an der Erfindung ist die Anordnung der Düsen oder Düsenköpfe in ei nem Kreisring zwischen dem Quench-/Mischrohr und der in dieses hineinragenden Gaszufuhrleitung. The arrangement of the nozzles or nozzle heads in egg is characteristic of the invention A circular ring between the quench / mixing tube and the one protruding into it Gas supply line.

Ein Vorteil dieser Anordnung besteht in der Lage der Düsen im Strömungsschatten des heißen Gases nahe der Innenwand des Quench-/Mischrohres. Im Strömungsschatten sind die Düsen vor Verlegung geschützt.An advantage of this arrangement is the position of the nozzles in the flow shadow of the hot gas near the inner wall of the quench / mixing tube. In the flow shadow the nozzles are protected against laying.

Durch die kreisförmige Anordnung und die Nähe der Düsen oder Düsenköpfe an der Innenwand des Quench-/Mischrohres wird diese mit einem gleichmäßigen Flüssig keitsfilm belegt. Gleichzeitig ermöglicht diese Anordnung das Versprühen von Kühl flüssigkeit in die heiße Gasströmung hinein.Due to the circular arrangement and the proximity of the nozzles or nozzle heads on the The inner wall of the quench / mixing tube is coated with a uniform liquid documentary film. At the same time, this arrangement enables the spraying of cooling liquid into the hot gas flow.

Die Erzeugung des Flüssigkeitsfilmes an der Innenwand des Quench-/Mischrohres durch Besprühen ist auch deshalb vorteilhaft, weil die Funktion des Quench-/ Mischrohres dadurch unabhängig von ihrer räumlichen Anordnung ist, so daß insbe sondere auch eine Strömungsführung des Gases von unten nach oben möglich ist.The generation of the liquid film on the inner wall of the quench / mixing tube spraying is also advantageous because the function of the quench / Mixing tube is therefore independent of their spatial arrangement, so that esp special flow guidance of the gas from bottom to top is also possible.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird als Kühlflüssigkeit Wasser eingesetzt und dieses ein- oder mehrstufig entspannt. In den Düsen wird ein Druckverlust von bis zu 50 bar zugelassen, um ein Verstopfen der Düsen zu verhindern.In a preferred embodiment, water is used as the cooling liquid and this relaxed in one or more stages. There is a pressure loss of up to in the nozzles 50 bar approved to prevent clogging of the nozzles.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im folgenden anhand eines Ausführungs beispiels in zwei schematischen Darstellungen erläutert.The device according to the invention is described below with reference to an embodiment example explained in two schematic representations.

Fig. 1 enthält einen Längsschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 2 einen Querschnitt längs der Achse A-A. Gleiche Teile sind in den Fig. 1 und 2 mit glei chen Bezugszeichen versehen. Fig. 1 contains a longitudinal section of the device according to the invention, Fig. 2 shows a cross section along the axis AA. The same parts are provided with the same reference numerals in FIGS. 1 and 2.

Die Leitung 1 für die Zufuhr von heißem Gas 2 ragt koaxial in das Quench-/Mischrohr 3 hinein und bildet mit diesem einen Ringraum 4, der in Strömungsrichtung des heißen Gases 2 offen ist und im Strömungsschatten des heißen Gasstromes liegt. In diesem Ringraum 4 sind ringförmig verteilt drei Düsen oder Düsenköpfe 5 angeordnet, die über ein außerhalb des Quench-/Mischrohres 3 angebrachtes ringförmiges Verteilerrohr 6 und einen Flüssigkeitszulauf 7 mit Kühlflüssigkeit 8 versorgt werden. Über ein Ablaß ventil 9 kann anstehende Flüssigkeit abgeleitet werden. Das Quench-/Mischrohr 3 er möglicht den Wärme- und Stoffaustausch des heißen Gases 2 mit den Tropfen 10 ver düster Kühlflüssigkeit 8 und mündet über einen Anpassungskonus 11 in die weiterfüh rende Rohrleitung 12. The line 1 for the supply of hot gas 2 projects coaxially into the quench / mixing tube 3 and forms with it an annular space 4 which is open in the direction of flow of the hot gas 2 and lies in the flow shadow of the hot gas stream. In this annular space 4 , three nozzles or nozzle heads 5 are arranged in an annular distribution, which are supplied with cooling liquid 8 via an annular distributor pipe 6 attached outside the quench / mixing pipe 3 and a liquid inlet 7 . Liquid can be drained off via a drain valve 9 . The quench / mixing tube 3 it enables the heat and mass transfer of the hot gas 2 with the drops 10 ver gloomy cooling liquid 8 and opens via an adaptation cone 11 into the pipeline 12 .

Das Quench-/Mischrohr 3 kann nach dem Ringraum 4 nötigenfalls durch je einen weite ren Konus am Anfang 13 und am Ende 14 dieses Quench-/Mischrohres 3 auf einen Durchmesser größer als der des Ringraumes 4 ausgeweitet werden. Dies ist anhand der gestrichelten Linie in Fig. 1 dargestellt. Durch diese Maßnahme kann die Strö mungsgeschwindigkeit und die Verweilzeit des Gases den Erfordernissen für das Quenchen angepaßt werden.The quench / mixing tube 3 can be expanded after the annulus 4 if necessary by a wide ren cone at the beginning 13 and at the end 14 of this quench / mixing tube 3 to a diameter larger than that of the annulus 4 . This is illustrated by the dashed line in Fig. 1. By this measure, the flow rate and the residence time of the gas can be adapted to the requirements for the quenching.

Claims

1. Device for cooling (quenching) a hot gas ( 2 ) in direct contact with drops ( 10 ) of evaporated cooling liquid ( 8 ). The device is tubular and, during operation, is wetted on the inside of the tube in the area of the first contact of hot gas ( 2 ) and cooling liquid ( 8 ) with a film of this liquid. This Vorrich device is characterized in that the nozzles or nozzle heads ( 5 ), which combine several nozzles, in an annular space ( 4 ) between the quench / mixing tube ( 3 ) and the line ( 1 ) projecting into this tube. are arranged for the supply of hot gas ( 2 ) that they lie in the flow shadow of the hot gas stream. The device is also characterized in that the nozzles or nozzle heads ( 5 ) have a dual function in that they spray the cooling liquid into the hot gas flow on the one hand and on the other hand in this spraying process the inner wall of the quench / mixing tube in the area of the first contact of hot gas ( 2 ) and cooling liquid ( 8 ) with a film of this cooling liquid.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the mixing tube ( 3 ) is arranged vertically and is flowed through from bottom to top.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that water is used as Kühlflüs liquid under high pressure of 60 to 160 bar, preferably 100 to 120 bar, and is expanded in two stages in the quench / mixing tube ( 3 ).

4. Device according to one of the preceding claims, wherein the pressure drop Nozzles 20 to 50 bar, but preferably 25 to 35 bar.