DE2360785A1 - Plattenwaermeaustauscher - Google Patents

Description

Dlpl.-Ing. Dr. Jnr.

Frank Arnold Nix

Patentanwalt

Frankfort am Main 70

^{Gartenstraße123} '2360785

PLATTENWÄEMEAUSTAUSCHER

Die vorliegende Erfindung bezieht sich, auf Plattenwärmeaustauscher, insbesondere auf Plattenwärmetauscher für solche Stoffe, aus denen während des Wärmeaustauschprozesses ein gasformiges Agens ausgeschieden wird.

Die Plattenwärmetauscher sind gut bekannt und sie finden in verschiedenen Industriezweigen, z.B.der chemischen Industrie eine weitgehende Anwendung·

Die bekannten Plattenwärmeaustauscher sind zu Paketen zusammengestellte Wärmeaustauschplatten, welche abwechselnd Kanäle zum Durchgang eines flüssigen und eines gasförmigen Wärmeträgers bilden· Der flüssige sowie der gasförmige Wärmeträger werden entsprechenderweise in die zugehörigen Kanäle über flüssigkeits- und gas- bzw. dampfverteilenden Sammler eingeführt· Nach dem vermittels der Wärmeaustauschplatten durchgeführten Wärmeaustausch werden die Flüssigkeit und. der gasförmige Wärmeträger aus entsprechenden Sammlern abgeleitet·

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Ein bedeutender Vorteil dieser Plattenwärmeaustauscher im Vergleich mit den Eöhrenwärmeaustauschern besteht in hohen bezogenen Strömungsgeschwindigkeiten der Wärmeträger bei einer großen Wärmedurchgangs zahl.

Diese Vorteile der Plattenwärmeaustauscher wurden Jedoch

bis jetzt noch nicht in jenen Wärmeaustauschprozessen von-

en/
Flüssigkeit-Gas-System' wirkungsvoll ausgenutzt, die von der Ausscheidung aus dem flüssigen Wärmeträger eines darin enthaltenen gasförmigen Agens begleitet werden.

So scheidet sich beispielsweise während des Wärme auslas

zwischen der Filterflüssigkeit des Ammoniaksodaprozesses, die

im
eine ^wesentlichen NH₄Cl, NaCl, (NH₄)^O₃, NH₄HCO₃ enthaltende

wäßrige Lösung darstellt, und dem Dampf-Gasgemisch aus der er-

das wähnten Flüssigkeit bei deren Anwärmung auf^Destillationsstadium

Kohlendioxydgas aus.

Versuche, bei diesem Prozeß Plattenwärmeaustauscher zur Anwärmung der Filterflüssigkeit auszunutzen, waren mißlungen, da das sich aus der Flüssigkeit in Form von Blasen ausscheidende Gas die Entsteheung von Gaspolstern verursacht, die den Durchfluß der Flüssigkeit verhindern, eine Drucksteigerung im Durchgangskanal des flüssigen Wärmeträgers hervorrufen und somit eine Überhitzung der Wärmeübertragungsflächen bewirken, wodurch eine starke Verminderung der Effektivität beim Wärmeaustausch auftritt.

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Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine solch© Auslegung des Plattenwärmetauschers zu erarbeiten, die seine wirkungsvolle Anwendung auch für Stoffe ermöglicht, bei deren Wärmeaustausch sich aus dem flüssigen Wärmeträger ein gasförmiges Agens ausscheidet.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Entwicklung eines solchen Plattenwärmeaustauschers, der es ermöglicht, bei Entwicklung aus dem flüssigen Wärmeträger eines gasförmigen Agens die Ens teilung von Gaspolstern in den Durchgangskanälen des flüssigen Wärmeträgers zu vermeiden, dadurch einen ungehinderten Flüssigkeitsdurchfluß zu sichern und Drucksteigerung in den erwähnten Flüssigkeitskanälen sowie eine Überhitzung der Wärmeübertragungsflächen zu beseitigen.

Ein noch weiteres Ziel der Erfindung ist die Erarbeitung eines solchen Plattenwärmeaustauschers, dessen Aufbau die Erhaltung eines hohen Abtriebsgrades des gasförmigen Agens aus dem flüssigen Wärmeträger ermöglicht.

Ein nächstes Ziel der Erfindung besteht in der Intensivierung des Wärmeaustausches unter den Bedingungen der Ausscheidung des gasförmigen Agens aus dem flüssigen Wärmeträger.

Der Erfindung ist die Aufgabe zugrundegelegt₉ eine solche Ausführung des Plattenwärmetauschers zu entwickeln, die dessen effektive Anwendung auch bei den Wärmeaustauschprozessen in einem Flüssigkeit-Gas-System ermöglicht, die von der Ausscheidung aus dem flüssigen Wärmeträger des darin enthaltenen, gasförmigen Agens begleitet werden.

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Dies wird dadurch erreicht, daß im erfindungsgemäßen Plattenwärmetauscher die Paket© der Wärmeaustausehplatten in einem Gehäuse untergebracht sind, dessen freier Innenraum mit Kanälen zum Durchgang des gasförmigen Wärmeträgers kommuniziert, und jede Wärmetauscher platte auf der Flüssigkeitsseite, die Kanäle zum Durchfluß des flüssigen Wärme"trägers bildet, eine Lenkvorrichtung, in der das sich aus dem flüssigen Wärmeträger ausscheidende, gasförmige Agens eine erforderliche Strömungsrichtung erhält und aus über die Höhe der erwähnten Flüssigkeitskanäle unterschiedlich hoch liegenden Ausscheidungszonen dieses Agens aus dem flüssigen Wärmeträger abgeleitet wird, und eine Ableitvorrichtung zum Herausleiten des ausgeschiedenen Gasagens aus den Flüssigkeitskanälen, in welchen der flüssige Wärmeträger hindurchfließt, aufweist.

Es empfiehlt sich, den Plattenwärmetauscher derart auszulegen, daß die Wärmeaustauschplattenpakete untereinander liegende Wärmeaustauschsektionen mit einem dazwischen freibleibenden Zwischenraum bilden.

Es ist außerdem wünschenswert, die Wärmeaustauschsektionen des Plattenwärmetauschers gegeneinander versetzt anzuordnen, und zwar derart, daß die Gaskanäle der einen Wärmeaustausclisektion den Flüssigkeitskanälen der anderen Sektion gegenüber liegen·

Zweckmäßigerweise werden im erwähnten. Plattenwärmetauscher die auf der Wärmeaustauschplatte auf ihrer die Flüssigkeit ska-

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näle zum Durchgang des f lüssigea Wäraeträgers bild@nji.an Seite vorhandenen Lenkvorrichtungen _s in welchen das sich aus dem

die flüssigen Wärmeträger ausscheidende Gasagens v©rforderliche.

Strömungsrichtung erhält und aus den im Flüssigkeitskanal höhenmäßig verschiedenen Zonen seiner Ausscheidung aus dem flüssigen Wärmeträger abgeleitet wird, als Trennwände und die aus den Flüssigkeitskanälen zum Durchgang des flüssigen Wärmeträgers das gasförmige Agens herausleitende Ableitvorrichtung in Form zumindest eines zwei benachbarte, Flüssigkeitswärmeträger leitende Kanäle verbindenden Rohrstutzens ausgeführt.

Vorzugsweise werden die genannten Trennwände aus waagerechten und senkrechten Wandabschnitten zusammengestellt, wobei die Senkrechtabschnitte zwischeneinander die Durchgänge fürs gasförmige Agens bilden.

Es ist durchaus möglich, die Trennwände als senkrechtstehende rechtsseitige und linkseitige Kämme auszulegen, zwischen de— ' ren Sohlen ein Durchgang fürs gasförmige Agens gebildet ist.

Or· Falls die Trennwände nur aus Waagerechtteilwänden bestehen, ;-! empfiehlt es sich, unter dieseVtXEEhungen~~±ir^ier Wärmeaustausch-

zum Heraustritt des gasförmigen Agens aus dem den fltisigenWärmeträger führenden Flüssigkeitskanal auszusparen.

Um die Ausscheidung des gasförmigen Agens aus dem flüssigen Wärmeträger zu intensivieren und dessen Abtriebsgrad zu steigern, kann jede der zwei benachbarte Wärmeaustauschsektionen verbindenden Vorrichtungen zum Außenüberlauf des flüssigen War-

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meträgers als eine Vertikalkammer ausgebildet wird, die mit

Virbel-elementen versehen wird, wobei diese Überlaufvertikalkammer in ihrem Unterteil mit einem Einlaßstutzen zum zusätzlichen Einführen des gasförmigen Wärmeträgers und in ihrem Oberteil mit einem Auslaßstutzen zum Ableiten des Gases bestückt ist. Die obengenannten V/irbelelemente können in Form von stoff austauschenden Berührungsbaue lementen, Z.B. aus gelochten Waagerechtplatten ausgeführt werden.

Zum besseren Verständnis des Gegenstandes der vorliegenden Erfindung wird diese anhand einer ausführlichen Beschreibung ihrer Ausführung unter Bezugnahme auf beigelegte Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigt:

Fig. 1 Längsschnitt des erfindungsgemäßen Plattenwärmeaustauschers ι

eine

Fig. 2 Ansicht in Richtung A auf (/erfindungsgemäße Wärmeaus-. tausplatte;

Fig. 3 eine Abänderung der Wärmeaustauschplattenausführung;

Fig. 4 eine weitere Auslegungsversion der Wärmeaustauschplatte}

Fig· 5 erfindungsgemäßen Plattenwärmeaustauscher mit einer mit Wirbel elementen versehenen Überlaufvorrichtung zum Außenüberlauf des flüssigen Wärmeträgers t

Fig« 6 Längsschnitt durch Überlaufvorrichtung zum Außenüberlauf des flüssigen Wärmeträgers;

Fig· 7 Wirbel element der Überlaufvorrichtung zum Außenüberlauf des flüssigen Wärmeträgers in Ansicht in Richtung A.

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Der Plattenwärmeaustauscher besteht aus zu Paketen zusammengestellten, paarweise von oben vermittels Einlaßsammlers 2 (Fig. 1) zum Einführen des flüssigen Wärmeträgers und von unten mit Hilfe von Austittssammler 3 zum Heraus.leiten des flüssigen Wärmeträgers verbundenen Wärmeaustauschplatten 1.

Die paarweise verbundenen Wärmeaustauschplatten 1 bilden Kanäle 4 zum Durchlaß des flüssigen Wärmeträgers. In jedem Flüssigkeitskanal 4 zum Durchlaß des flüssigen Wärmeträgers werden zwischen den Wärmeaustauschplatten 1 Randdichtungseinlagen 5 festgelegt) die aus einem chemisch beständigen Gummi hergestellt sind. Die Wärmeaustauschplatten 1 werden zu Paketen vermittels Stangen 6 mit Hilfe von Außenplatten 7 zusammengezogen. Ein jedes Paar der verbundenen Platten 1 bildet mit dem benachbarten Wärmeaustauschplattenpaar einen Gaskanal 8, in welchem der gasförmige Wärmeträger strömt»

Die Wärmeaustauschplatte 1 (Fig. 2) weist eine öffnung zum Einführen des flüssigen Wärmeträgers und eine öffnung 10 zum Ableiten dieses Wärmeträgers auf.

Die Pakete der Wärmeaustauschplatten 1 (Fig. 1) sind in einem Mantel 11 untergebracht, dessen freier Innenraum 12 mit den Gaskanälen zum Durchgang des,gasförmigen Wänaeträgers in unmittelbarer Verbindung steht·

An den freien Innenraum 12 des Wärmetauschezmantels 11 ist eine aus der Zeichnung nicht ersichtliche, den gasförmigen Wäasa©- träger zuführende Rohrleitung angeschlossene

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Jede Wärmeaustauschplatte 1 weist auf Ubrer die den flüssigen Wärmeträger leitenden Flüssigkeits&anäle bildenden Seite lenkvorrichtungen auf, in welchen das sich aus dem flüssigen Wärmeträger ausscheidende Agens eine erforderliche Strömungsrichtung erhält und aus dessen im Flüssigkeitskanal 4 höhenmäßig verschieden Ausscheidungszonen abgeleitet iserden kann und welche als im Körper der Wärmeaustauscliplatte 1 selbst herausgepreßte Trennwände 13 ausgeführt sind· Eine Ableitvorrichtung zum Herausleiten des erwähnten gasförmigen Agens aus dem Flüssigkeitskanal 4 ist in Form eines zwei benachbarte Flüssigkeitskanäle zum Durchlaß des flüssigen Wärmeträgers verbindenden Rohrstutzens 14 ausgebildet·

Die Tennwände 13 (Fig. 2) auf der Wärmeaustauschplatte 1 enthalten waagerechte Wandabschnitte 15 und Senkrecht abschnitte 16 und sind auf dieser Platte 1 links und rechts derart gruppiert, daß diese waagerechten Wandabschnitte 15 (Fig« 2) der Trennwände 13 der links- bzw· rechtsseitigen Gruppen über die Höhe des Flüssigkeitskanals 4 (Fig· 1) zum Durchgang des flüssigen Wärmeträgers einander abwechseln. Die Senkrechtabschnitte 16 der Trennwände 13 in jeder der genannten Gruppen bilden zwischeneinander Durchgänge fümas aus dem flüssigen Wärmeträger

ti'

ausgeschiedene Gasagens· Zwischen den abwechselnden waagerechten Wandabschnitten 15 der Trennwände 13 der links-bzw. rechtsseitigen Gruppe sind ebenfalls Durchgänge für den flüssigen Wärmeträger gebildet· Mit den Pfeilen 17 ist hier die Bewegungsrichtung des flüssigen Wärmeträgers angedeutet.

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Im Oberteil der Wärmeaustauschplatte 1 ist eine öffnung 18 zum Herausleiten des gasförmigen Agens aus dem Flüssigkeitskanal 4 (Fig· 1) ausgespart und mit den Pfeilen 19 (Fig· 2) die Strömungsrichtung dieses sich aus dem flüssigen Wärmeträger ausscheidenden Gasagens gezeigt«

In einer anderen Ausführuagsversion der Wärmeaustauschplatte 1 (Fig* 3)haben <*ie Trennwand® die Form von senkrecht stehenden links- und rechtsseitigen Eämen 20₁ zwischen deren Sohlen der Mitteldurchgang 21 fürs gasförmig© Agens gebildet ist.

In diesem Fall ist di© Öffnung 22 zum Ableiten deg gasförmigen Ag ©ns von der lialaßöffnung 23 gum Einführen 4@© flüssigen Wärmeträgers duiscfe. di® Zwischenwand 24 gets^nnt eai. üb©r d©2> Auslaßoffnung 25 <3.©g flüssig@a fänEeträgeE© sind

seimitt© d©2» ZBiseh@ai3äad@ 27 ti©

In der Figo 4 ist eia© ander© Ausführung der Wärmeaustausefe» platte dargestellt₈ bei der alle frennwände waagerecht verlaufen. In dieser Variante bilden die waagerecht verlaufenden Trennwände 28 links und rechts abwechselnd die Strömungswege für den flüssigen Wärmeträger und dienen gleichzeitig zum Heranführen dee sich aus in verschiedenen Höhen des Flüssigkeitskanals 4 (Figo 1) liegenden Zonezi ausscheidenden Gasagens in die öffnun-

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gen 29 (Fig· 4), um dieses aus dem Flüssigkeitskanal ableiten zu können, wozu über den Ab le it öffnung en 29 vorgesehene Wölbungen beitragen.

Hierbei befindet sich die öffnung 30 zum Einführen des flüssigen Wärmeträgers im Oberteil der Wärmeaustauschplatten und die Auslaüöffnung 31 zum Ableiten des flüssigen Wärmeträgers in ihrem Unterteil.

Im Oberteil des Wärmetauschermantels ist der Austritt für den gasförmigen Wärmeträger vorgesehen (in der Zeichnung nicht mitabgebildet).

Bei allen Ausführungen der Wärmeaustauschplatten 1 stellt die Ableitvorrichtung zum Herausleiten des ausgeschiedenen Grasagens aus den durch den flüssigen Wärmeträger durchströmten

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Flüssigkeitskanälem zumindest einen Ableitstutzen 14 dar_s der die in den die benachbarten, mit dem flüssigen, lärmeträger durchströmten Kanal© begrenzenden Wärme aus tauschplat ten ausgesparten Auslaßoffnungen zum Ableiten des Gasagens aus dem den flüssigen Wärmeträger leitenden Flüssigkeitskanal verbindet.

Die Ableitstutzen 14 jedes den flüssigen Wärmeträger führenden FlüssigkeitskanaIs 4, wie dies aus der Fig. 1 zu ersehen ist, gehen auch durch die mit dem gasförmigen Wärmeträger durchströmten Gaskanal 8 hindurch und bilden somit eine gemeinsame Gasableitung 32.

Alle obenbehandelten Ausführungen der Trennwände in den den flüssige Wärmeträger leitenden Flüssigkeitskanälen

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schließen nicht aus, daß dies© Trennwand© durch unterschiedliche Verfahren hergestellt werden können« So können. z.B. die Trennwände unmittelbar auf den Wärm@aast©iaschplatten herausgestanzt werdenj sie körnen auch aus .einer geeigneten Sorte von elastischem Material oder Metall gefertigte ₉ speziell in den für den Durchfluß des flüssigen Wärmeträgerg vorgesehenen Flüssigkeitskanälen angeordnete Trennwände darstellen, usw.

Der Plattenwärmeaustauscher schließt Wäraeaustausehsektionen 33, 34 der Wärmeaustauschplatten 1 (Fig* 1) ein§ ül® übereinander mit einem freibleibenden Zwischenraum 12 zwischen den Sektionen angeordnet sind. Offensichtlich können nicht nmr zwei (Fig. 1), sondern mehrere Sektionen angewandt werden«, Die Wärmeaustauschsektionen 33 und 34 sind in Querrichtung derart gegeneinander versetzt montiert, daß die Gaskanäle 8, in welchen der gasförmigen Wärmeträger strömt _s der einen Sektion 33 genau den mit dem flüssigen Wärmeträger durchströmten Flüssigkeitskanälen 4 der anderen Sektion 34 gegenüberliegen.

Fig· 5 zeigt den mit den Außenüberlaufvorrichtungen zum Überströmen des flüssigen Wärmeträgers außerhalb des Wärmetauschers zwischen den Wärmeaustauschsektionen 33 und 34 versehenen Plattenwärmetauscher. Diese Überlaufvorrichtung, wie sie in der Zeichnung als Sonderfall wiedergegeben ist, ist in Form einer Vertikalkammer 35 ausgeführt, in deren Innerem zwei als stoff aus > tauschende Berührungselemente, z.B. gelochte Waagerechtplatte ausgebildete Wirbel-einsätze 36 (Fig. 6,7) untergebracht sind· Je

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nach der Zahl der Wäxmeaustauschsektionen 33, 34 können mehrere Vertikalkammer 35 eingeschlossen werden. In diesem Fall sind sie mit einer gemeinsamen Sammelleitung 37 zur Zufuhr des gasförmigen Wärmeträgers in die Vertikalkammern 35 versehen.

Diese Sammelleitung 37 kann entweder mit dem freien Innenraum 12 des Wärmetauschermantels 11 unter der tiefstliegenden Wärmeaustauschsektion 33 oder mit der Gasleitung} in der zu diesem freien Mantelinnenraum der gasförmige Wärmeträger zugeführt wird, in Verbindung gesetzt werden (in der Zeichnung ist diese Gasleitung nicht angedeutet).

Die Eohrstutzen 38 führen den gasförmigen Wärmeträger aus der Sammelleitung 37 in den Unterteil der Vertikalkammer 35 hinein. Die Sammelleitung 39 dient zum Ableiten der Gasphase aus dem Oberteil der Vertikalkammer 35 vermittels der Rohrstutzen 40 und gleichzeitig auch des aus dem flüssigen Wärmeträger in den Sektionen 33 und 34 ausgeschieden gasförmigen Agens über die mit dieser Sammelleitung 39 durch Rohrstutzen 41 verbundenen Gasableitungen 32·

Die Einführung des flüssigen Wärmeträgers aus der oberen Wärmeaustauschsektion 34 in die zugehörige Vertikalkammer 35 erfolgt über den Sammler 3·

Ua den flüssigen Wärmeträger über die Oberfläche des Wirbeleinsatzes 36 gleichmäßiger zu verteilen, kann über dem genannten Einsatz ein gelochtes Rohr 42 angeordnet werden, das mit dem Sammler 3 verbunden wird·

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Der erfindungsgemäß ausgeführte Plattemsärmeaustauscher arbeitet wie folgt.

Der flüssige Wärmeträger, ^ie beispielsweise Filterflüssigkeit aus der Produktion der kalzinierten Soda, die neben den anderen Komponenten auch die Kohlensäure einschließt, tritt über den Einlaßsammler 2 in die mit dem flüssigen Wärmeträger durchströmten Flüssigkeitskanal© 4 hinein.

In die Gaskanäle 8, durch welche der gasförmige Wärmeträger strömen muß, tritt aus dem freien Innenraum 12 des Wärmetauschermantels 11 der gasförmige Wärmeträger, z.Bo Dampf oder Dampf- -Gas-Gemisch. Der Yorgang der Wärmeübertragung verläuft durch die dünnwandigen Wärmeaustauschplatten 1· Die genannten Trennwände 13, die auf den Wärmeaustausehplatten ausgeführt sind_g bewirken eine Verlängerung der Tesweilzeit der wäCTetauschenden Flüssigkeit und Steigerung ihrer Strömungsgeschwindigkeitο

Der flüssig© Wärmeträger wird.nach seine® liederfließen im Flüssigkeitskanal 4· in den Unterteil Jeder Wärmeaustaiasehsek«= tion des Wärmetauschers aus dieser über den. Austrittssammler 3 abgeleitet und tritt dann durch die Außenüberlaufvorrichtung in den Einlaßsammler 2 der darunter liegenden Wärmeaustauschsektion

Der die Kondensattropfen enthaltende, gasförmige Wärmeträger gelangt nach seinem Durchgang der Gaskanäle 8 von unten nach oben in den freien Zwischenraum 12 zwischen den Sektionen. 33 und

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In diesem Zwischenraum verlieren die Kondensattropfen ihre Geschwindigkeit und fließen nach ihrem Aufprallen gegen die dem Gaskanal 8 der unteren Sektion 33 gegenüberliegende Stirnseite des !flüssigkeitskanaIs 4 der oberen Wärmeaustauschsektion 34 den Wärmetauscherwänden zu, während der gasförmige Wärmeträger in die Gaskanäle 8 der oberen Sektion 34 eintritt und dort am Wärmeaustausch durch die Wärmeaustauschplatten 1 mit dem in die obere Wärmeaustauschsektion 34 eingeführten, flüssigen Wärmeträger teilnimmt«

Im Laufe des Wärmeaustausches scheidet sich aus der wärmetauschenden Flüssigkeit das gasförmige Agens aus, der dann aus den Flüssigkeitskanälen 4 über die Rohrstutzen 14 und gemeinsame Gasableitung J>2. abgeleitet wird«.

Je nach der Form der Wärmeaustauschplatte 1 und der Gestalt der Zwischenwände 13 verläuft die Bewegung der Filterflüssigkeit und des aus dieser ausgeschiedenen Gasagens im Flüssigkeitskanal 4 auf verschiedene Weise _a

Werden die Wänaeaustauschplatte 1 und die Trennwände, wie in der Fig. 2 wiedergegeben, mit waagerechtverlaufenden und Senkrechstehenden Wandabschnitten ausgelegt, tritt der flüssige Wärmeträger in die Flüssigkeitskanäle 4 über die öffnung 9 in der Wärmeaustauschplatte und fließt von oben nach unten an waagerechtliegenden Abschnitten 15 der Trennwände 13 nieder. Das sich während Anwärmung des flüssigen Wärmeträgers ausscheidende gas-

der
förmige Agens sammelt sich dank"vorhandenen Waagerechtabschnitte

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15 der Trennwände 13» die in '^rschiedenen\d^r_Jiöhe nachjZonen des Flüssigkeitskanals 4 liegen, unter diesen Abschnitten 15 an und erhält durch die eingebauten Senkrecht abschnitte 16 der Trennwände 13 in den durch diese gebildeten Durchgängen die erforderliche StrömungsriGhtung der öffnung 18 in der Wärmeaustäuschplatte zu, über welche es aus dem Flüssigkeitskanal 4, in dem der flüssige Wärmeträger fließt, abgeleitet wird.

Bei Ausführung eines Teils der Trennwände auf der Wärmeaustauschplatte in Form von senkrecht angeordneten Kämmen, wie in Fig· 3 dargestellt, tritt der flüssige Wärmeträger in den Flüssigkeitskanal 4 und wird dort durch montierte Kämme 20 an der

das rechten und linken Seite des Mitteldurchgangs 21 für^vGasagens, der durch die Sohlen dieser Kämme 20 gebildet wird, gleichmäßig verteilt.

Durch vorhandene Trennkämme 20 und Waagerechtabschnitte der Zwischenwände 27 wird der flüssige Wärmeträger gleichmäßig über die Wärmeaustauschplatte verteilt· Das sich aus diesem bei Erwärmung ausscheidende gasformige Agens sammelt sich unter den Waagerecht abschnitten der Zwischenwände 27 in den der Höhe des Kanals nach verschiedenen Zonen an und wird durch die mit den Senkrechtabschnitten der Zwischenwände 27 gebildeten Umfangsdurchgänge sowie durch den durch die Sohlen der Kämme 20 festgelegten Mitteldurchgang 21 zu der Auslaßöffnung 22 geleitet, durch welche es aus dem Flüssigkeitskanal 4 abgeleitet wird·

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Nach dem'Wärmeaustausch wird der flüssige Wärmeträger nach seinem Niederfließen an der Zwischenwand über die Austrittsöffnung 25 in der Wärmeaustauscliplatte herausgeleitet·

Werden alle Trennwände im mit dem flüssigen Wärmeträger durchströmten Flüssigkeitskanal waagerecht glegt (Fig* 4) , so tritt der flüssige Wärmeträger in diesen Kanal durch die Einlaßöffnung 30 in der Wärmeaustauschplatte und fließt an den waagerechten Trennwänden 28 zickzackförmig von o"ben nach unten. Unter den Trennwänden 28 sammelt sich das sich in den der Höhe des Kanals nach verschiedenen Zonen bei Irwärmung des flüssigen Wärmeträgers ausscheidende Gasagens an und wird dann aus dem Kanal in die unter den waagerechten Trennwänden 28 liegenden öffnungen 29 abgeleitet, während der flüssige Wärmeträger aus dem Kanal über die öffnung 31 herausfließt· Diese behandelten Ausführungsversionen der vorliegenden Erfindung, die durch die

Zeichnungen veranschaulicht sind, schränken auf keinen Fall den Umfang der Erfindung ein, da es vollkommen klar ist, daß den Trennwänden auch andere Formen gegeben werden können, wenn auch diese Ausführungen der Trennwände die Festlegung der Durchgänge für das sich aus dem flüssigen Wärmeträger ausscheidende Gasagens mit dessen Ableitung aus den der Höhe der Wärmeaustauschplatte nach verschiedenen Zonen vorsehen· So können z.B. die senkrechtgerichteten Abschnitte der Trennwände etwas gekrümmt ausgelegt werden·

Im mit den Vertikalkammern 35 mit Wirbel elementen 36, wie sie in Fig· 5 »6 und 7 dargestellt sind, versehenen Wärme aus-

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tauscher verläuft die Bewegung des flüssigen Wärmeträgers und des aus diesem sich ausscheidenden gasförmigen Agens in den Flüssigkeitskanälen 4 genau so„ wie dies oben "beschrieben worden ist _B in Abhängigkeit von der Form der angewendeten Trennwände 13 und deren Anordnung· Die Herstellung der Außenüberlaufvorrichtung aber in Form der Vertikalkammem 35 uiit Wirbeln lementen 36 verstärkt noch weiter den Vorgang der Ausscheidung und des Abtriebs des gasförmigen Wärmeträgers aus dem flüssigen Wärmeträgere

In diesem Fall fließt nach dem. Wärmeaustausch ia dta Flüssigkeitskanälen 4 der ©Tberen lärmeaustams-oli3@kti©a 34 äer . flüssige Wärmeträger von selbst über di@ im Unterteil der Wärmeaustauschplatt© gelegte Öffnung 25 ^a d&gges Ableituag_s den Austrittssammler 3 &mä gelochtes Bohr 42 ia den. Obert@il

der ¥ertikalkamm©2^> 35 ^ird der gasförmig© Rohrstutzea 3δ a^s der gemeinsamen S@mmell@itong 37

Bei Gegenströmung des flüssigen und gasformigen gers und bei ihrem unmittelbaren Inkontakttreten in den Wir-

beSslementen J6 der Kammern 35 scheidet sich aus dem flüssigen Wärmeträger noch eine Zusatzmenge des gasförmigen Agens ab,wobei diese Aussonderung unter Verhältnissen dessen intensiver Abtreibung und Wegblasens aus dem flüssigen Wärmeträger, der schon in den Flüssigkeitskanälen 4 der Wärmeaustauschsektion 34 erwärmt istβ verläuftβ

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Besonders intensiv verläuft dieser Vorgang bei Anwendung der Kontakt elemente in Form von gelochten Platten.

Das sich aus dem flüssigen Wärmeträger in der Tertikalkammer" 35 zusätzlich ausscheidende Gasagens wird dann aus dem Oberteil der genannten Kammer über den Stutzen 40 in die Sammelleitung 39 abgeführt, in die durch die Gasableitung 32^vund das Rohr 41 auch das" gasförmige Agens tritt, das in den Flüssigkeitskanälen 4 der Wärmeaustauschsektion 33 aus dem flüsigen Wärmeträger ausgeschieden worden ist«

Der flüssige, durch die Vertika!kammer 35 hindurchgegangene Wärmeträger fließt dann von selbst über den Einlaßsammler 2 in die Flüssigkeitskanäle 4- der Wärmeaustauschsektion 33 zu seiner «eiteren Behandlung ₀

Ähnlicherweise verläuft auch der Vorgang in anderen Vertikalkammern 35·

Auf diese Weise gibt der erfindungsgemäß ausgeführte Plattenwärmetauscher die Möglichkeit! ihn in solchen chemischen und erdölchemischen Produktionsvorgängen anzuwenden_s wo Jahrzehntelang traditionell nur Röhrenwärmeausta^cher ihren Einsatz finden, die bedeutend kleinere Wirksamkeit beispielsweise bei der Produktion der kalzinierten Soda nach dem Ammoniakverfahren aufweisen.

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Claims (7)

360785 ΡΑΤΒϊΤAK8PEÜCHEs

1. ^Platten-Wärmeaustauscher hauptsächlich für Stoffe, "bei deren Wärmeaustausch sich aus dem flüssigen Uämeträger ein gasförmiges Agens ausscheidet, der zu Paketen zusammengesetzte, abwechselnde Flüssigkeitskanäle zum Durchfluß des flüssigen Wärmeträgers und Gaskanäle zum Durchstrom des gasförmigen Wärmeträgers "bildende Wärmeaustauschplatten_$ Vorrichtungen zum Verbinden und Abdichten der genannten Platten und Einlaß- bzw. Austrittssammler des flüssigen Wärmeträgers, enthält, dadurch gekennzeichnet , daß die Pakete der Wärmeaustauschplatten (1) in einem Mantel (11) untergebracht sind, dessen freier Innenraum (12) mit den Gaskanälen (8) zum Durchstrom des gasförmigen Wärmeträgers in Verbindung steht, und jede seinerwärmeaustauschplatten(i) .auf ihrer die llüssigkeitskanäle (4) zum Durchfluß des flüssigen Wärmeträgers bildenden Seite Lenkvorrichtungen, in welchen das aus dem flüs-

die

sigen Wärmeträger ausgeschiede Gasagens^verforderliche Strömungsrichtung erhält und aus dessen der Höhe der ermähnten Kanäle (4) nach verschiedenen Ausscheidungszonen aus dem flüssigen Wärmeträger abgeleitet werden kann, und Ableitvorrichtung zum Herausführen des gasförmigen Agens aus den den flüssigen Wärmeträger führenden Flüssigkeitskanälen besitzt.

2. Plattenwärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Pakete der Wärmeaustausch-

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platten (1) übereinanderliegende Wärmeaustauschsektionen (33» 34) mit freiem Innenraum (12) zwischen ihnen bilden, die durch die Außenüberlauf vorrichtungen zum Überlauf des flüssigen Wärmeträgers miteinander verbunden sindο

3· Plattenwärmeaustauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Wärmeaustauschsektionen (33» 34) gegeneinander derart versetzt angeordnet sind, daß die Gaskanäle (8) einer Sektion (33) genau den den flüssigen Wärmeträger führenden Flüssigkeitskanälen (4) der anderen Wärmeaustauschsektion (34) gegenüberliegen.

4. Plattenwärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1,2,3, dadurch, gekennzeichnet , daß die Lenkvorrichtung en, in welchen das sich aus dem flüssigen Wärmeträger ausscheidende Gasagens die erforderliche Strömungsrichtung erhält und aus den der Höhe des Flüssigkeitskanals nach verschiedenen Zonen dessen Ausscheidung aus dem flüssigen Wärmeträger abgeleitet wird, als Trennwände (13) ausgelegt sind, und die Ableitvorrichtung zum Abführen des gasförmigen Agens aus den den flüssigen Wärmeträger führenden Kanälen in Form zumindest eines Stutzens (14) ausgebildet ist, der zwei benachbarte Flüssigkeitskanäle (4) zum Durchfluß des flüssigen Wärmeträgers verbindet.

5· Plattenwärmeaustauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die genannten Trennwände (13) waagerechte und senkrechte Wandabschnitte (15 bzw. 16) aufwei-

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sen, wobei die Senkrechtabschnitte (16) der Trennwände (13) zwischeneinander die Durchgänge für das gasförmige Agens bilden«

6· Plattenwärmeaustauscher nach Anspruch 4·, dadurch gekennzeichnet , daß ein Teil der Trennwände als senkrecht angeordnete, rechtsseitig© und linksseitige Kämme

(20) ausgelegt ist, zwischen deren Sohlen ein Durchgang

(21) fürs gasförmige Agens gebildet ist.

7. Plattenwärmeaustauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet _s daß die Trennwände waagerecht verlaufen und unter diesen in der Wärmeaustauschplatte 1 Auslaßöffnungen (29) zum Ableiten des gasförmigen Agens aus dem den flüssigen Wärmeträger führenden flüssigkeitskanal (4) vorgesehen sindo

8ο Plattennäzmeaustausch&r aacö. Inspxuelb. 2₈3_S d © d a x> © g©k©nag@ieha©t _ΰ daß di© - AuBaaiib für den flüssigen Wärmeträger zwischen den benachbaEten austauschenden Sektionen (34₀ 33) als Vertikalkammef (35) aus gelegt ist, in deren Innerem Wirbelelemente (36) eingebaut sind, wobei im Unterteil der Vertikalkammer (35) ein Einlaßstutzen (38) zum zusätzlichen Zuführen des gasförmigen Wärmeträgers und im Kammeroberteil ein Auslaßstutzen (40) zum Ableiten des Gases vorgesehen sind.

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