DE374221C - Verfahren und Vorrichtung zur raschen Beseitigung der in Temperaturaustauschern zur Reinigung von Gasen durch Kaelte entstehenden festen Niederschlaege - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN ABJ 20. APRIL 1923

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

374221 -KLASSE 12e GRUPPE

(A 38255 IVj 12 e)

L'Air Liquide, Societe Anonyme pour l'Etude et !'Exploitation des Procedes

Georges Claude in Paris.

Verfahren und Vorrichtung zur raschen Beseitigung der in Temperaturaustauschern zur Reinigung von Gasen durch Kälte entstehenden festen Niederschläge.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 9. August 1922 ab.

Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom 2. Juni 1911 die Priorität auf Grund der Anmeldung in Frankreich vom 13. August 192J beansprucht.

Bei Temperaturaustauschern, die zur Reinigung von Gasen durch Kälte dienen, kann das flüssige Kondensat abgelassen werden. Durch die sich immer mehr anhäufenden Ablagerungen werden aber schließlich die Durchgänge verstopft, und man ist dann genötigt, den normalen Arbeitsgang des Austauschers zu unterbrechen, um diese Niederschläge zu entfernen. Um letzteres zu erreichen, hat man bislang an Ort und Stelle selbst den

gesamten festen Niederschlag durch Wärmezufuhr abgeschmolzen, wodurch jedoch verhältnismäßig viel Zeit verloren ging.

Das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren zum raschen Beseitigen der festen Niederschläge besteht darin, daß man die Wandung, an der sich der feste Niederschlag gebildet hat, zeitweilig auf eine höhere Temperatur hinaufbringt. Infolge des hierbei

ίο eintretenden Abschmelzens der jene Wandung unmittelbar berührenden Schicht wird die Adhäsion zwischen Wandung und Niederschlag aufgehoben, und der als Folge hiervon sich loslösende feste Niederschlag kann nunmehr unter Einwirkung seines Schwergewichtes oder des Gasstromes oder auch dieser beiden zusammen aus den der Verstopfungsgefahr ausgesetzten Durchgängen entfernt werden.

Nach dieser Entfernung kann dann der

ao normale Arbeitsgang sofort wieder aufgenommen werden, ohne daß man es nötig hat, das weitere Abschmelzen des herausgeschafften Niederschlages abzuwarten, da ja dieses Abschmelzen anschließend hieran und getrennt für sich

as während des normalen Arbeitsganges selbst stattfinden kann.

Das zeitweilige Hinaufbringen der Temperatur der Wandung, an welcher sich der feste Niederschlag gebildet hat, kann beispielsweise dadurch bewirkt werden, daß man die Richtung des den sich ablagernden Körper enthaltenden Gasstromes umkehrt.

Zur Erleichterung des Loslösens und des Herausschaffens des festen Niederschlags verwendet man erfindungsgemäß einen Temperaturaustauscher, der aus einem Bündel kegelförmiger Röhren besteht, die an ihrem unteren Ende den weitesten Querschnitt besitzen, und durch welche das zu reinigende Gas während des normalen Arbeitsganges von unten nach oben, während des Herausförderns des festen Niederschlags und der hierzu erforderlichen zeitweiligen Umkehrung der Gasstromrichtung dagegen von oben nach unten hindurchgeleitet wird.

Die Zeichnung zeigt beispielsweise das Schema einer Vorrichtung zur Anwendung des neuen Verfahrens als Mittel zum raschen Auftauen des Röhrenbündels eines Temperaturaustauschers, in welchem Gase durch Kälte getrocknet werden.

Abb. ι ist ein senkrechter Schnitt durch den Austauscher.

Abb. 2 und 3 sind wagerechte Schnitte, die den Umschalthahn in zwei verschiedenen Lagen veranschaulichen.

In Abb. ι ist A ein Röhrenbündel, dessen kegelförmige Röhren unten den weitesten Querschnitt aufweisen. Der äußere Raum B des Austauschers ist mit einem Einlauf E und einem Auslauf F versehen und seiner Höhe nach durch scheidewandartige Ablenkungsplatten C in mehrere Teile geteilt. H ist ein Umschalthahn, dessen Küken J durch Abb. 2 und 3 in zwei verschiedenen Lagen dargestellt ist. Dieser Hahn besitzt vier Öffnungen O¹, O², O³ und O⁴, von denen die drei ersten in Wjnkelabständen von 120 ° auf den Umfang des Hahngehäuses verteilt sind, während die vierte am unteren Teil des Hahnkörpers, in dessen Mitte, angebracht ist.

Wie aus Abb. 1 ersichtlich, kann der Hahn H unmittelbar mit dent Austauscher zusammengebaut sein und in diesem Falle die Öffnung O* direkt mit dem Austauscherinnenraum in Verbindung stehen. Ein Rohr P verbindet die Öffnung O'^z mit der unteren Öffnung Q des Austauschers. An der Stelle R befindet sich ein Sieb. S ist ein Ablaßhahn.

Das zu trocknende Gas, z. B. die in einem Kälteapparat zu behandelnde Preßluft, strömt durch O¹ ein, durchzieht bei normaler Arbeitsweise den in der Lage nach Abb. 2 befindlichen Kanal T des Hahnkükens, verläßt dann den Hahn in O² und erreicht durch das Rohr P den unteren Teil Q des Wärmeaustauschers, worauf sie im Innern der Röhren des Röhrenbündels A emporsteigt und nach Passieren der öffnung Oⁱ den Kanal V des Hahnes erreicht, um schließlich über die Öffnung O³ nach einem Temperaturaustauscher sich zu begeben, der mit dem Kälteapparat zusammenhängt und ihre Abkühlung vervollständigt, bevor sie in den eigentlichen Apparat einströmt. Der äußere Raum B des Austauschers wird von E bis F von dem kalten Gas durchströmt, das von dem Apparat herrührt, in welchem die Luft behandelt wird, also z. B. vom Stickstoff, wenn es sich um einen Apparat zur Zerlegung der Luft in ihre Bestandteile handelt. Dieses kalte Gas strömt bei E ein, nachdem es zuvor den vorerwähnten, mit dem Kälteapparat zusammenhängenden Austauscher durchströmt hat.

Die im Innern der Röhren des Bündels kondensierende Flüssigkeit fällt durch das Gitter R in den unteren Teil des Austauschers herab und wird von dort aus durch den Ablaßhahn S entfernt.

Der Wasserniederschlag in fester Form findet in der oberen Zone des Röhrenbündels statt und bleibt auf diese Zone beschränkt.

Sobald dieser Eisniederschlag sich so stark angehäuft hat, daß zur Vermeidung einer Verstopfung der Rohre dessen Beseitigung erforderlich ist, wird die Richtung des Preßluftstromes im Austauscher umgekehrt. Dies geschieht durch Drehung des Umschalthahnkükens I um 120°, wodurch dieser in die Lage nach Abb. 3 übergeführt wird, die der in Abb. 1 entspricht. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß die Preßluft, welche wie zu-

vor durch Öffnung O¹ dem Hahn zufließt und durch Öffnung O³ wieder heraustritt, von oben nach unten das Innere der Röhren des Bündels durchstreicht. Der obere Teil der Röhren, welcher hierbei in Berührung mit der auf Eintrittstemperatur stehenden Preßluft gelangt, erwärmt sich, wobei durch Wärmeleitung die Temperatur der Wandung, an der sich der Niederschlag gebildet hat, ebenfalls eine

ίο Steigerung erfährt und dadurch die diese Wandung berührende Schicht zum Schmelzen gebracht wird. Der in dieser Weise seine Adhäsion einbüßende Niederschlag löst sich von der Wandung ab und wird unter Ein« wirkung der Schwere und des Preßluftstromes herausgetrieben, was durch die Konizität der Röhren noch erleichtert wird. Dieser Niederschlag fällt auf das Gitter R herab, und nunmehr kann man durch Umstellung desHahnkükens I in die Lage nach Abb. 2 die Richtung des Preßluftstromes von unten nach oben wieder herstellen, wodurch der Wärmeaustauscher in den normalen Betriebszustand zurückgebracht wird. Hieraus ist ersichtlich, daß man auf den normalen Betriebszustand wieder übergehen kann, ohne daß es nötig ist, das Abschmelzen des in den Röhren niedergeschlagenen Eises abzuwarten, dessen Kälte durch die an der Stelle Q in den Austauscher einströmende Preßluft wiedergewonnen wird, bei deren Berührung die auf dem Gitter R abgelagerten festen Bestandteile abschmelzen.

Claims (5)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Verfahren zur raschen Beseitigung der in Temperaturaustauschern zur Reinigung von Gasen durch die Kälte entstehenden festen Niederschläge, dadurch gekennzeichnet, daß man die Wandung, auf der sich der feste Niederschlag gebildet hat, zeitweilig auf eine höhere Temperatur hinaufbringt und durch das hierbei eintretende Abschmelzen der diese Wandung berührenden Schicht die Adhäsion des festen Niederschlags aufhebt, so daß dieser sich loslöst und nunmehr unter Einwirkung der Schwere oder des Gasstromes oder dieser beiden zusammen aus den der Verstopfungsgefahr ausgesetzten Durchgängen entfernt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zeitweilige Hinaufbringen der Temperatur der Wandung, auf der sich der feste Niederschlag gebildet hat, durch Umkehrung der Richtung des den sich niederschlagenden Körper enthaltenden Gasstromes erfolgt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kälte der festen, aus den der Verstopfungsgefahr ausgesetzten Durchgängen entfernten Bestandteile durch das zu reinigende Gas dadurch wiedergewonnen wird, daß man dieses Gas über diese Bestandteile streichen läßt und sie so zum Abschmelzen bringt.
4. 4. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch I₁. bei der das zu reinigende Gas von unten nach oben durch die Röhren des Röhrenbündels eines Wärmeaustauschers hindurchgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß diese Röhren die Gestalt von schlanken Kegeln aufweisen, deren weitester Querschnitt unten liegt. . .
5. 5. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umkehrung der Richtung des Gasstromes ein unmittelbar am oberen Ende des Austauschers angebrachter Vierweghahn dient, wobei drei von diesen Wegen am Umfang des Hahngehäuses angeordnet sind, wogegen der vierte, der unmittelbar mit dem Austauscher verbunden ist, in der Mitte des unteren Teiles des Hahngehäuses sich befindet.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.