DE380182C

DE380182C - Large-capacity preheater

Info

Publication number: DE380182C
Application number: DEM77715D
Authority: DE
Original assignee: Maschinenbau-Akt-Ges Balcke; Balcke AG
Current assignee: Maschinenbau-Akt-Ges Balcke; Balcke AG
Priority date: 1922-05-12
Filing date: 1922-05-12
Publication date: 1923-09-03

Description

Großraumlaugenvorwärmer. Zum Vorwärmen von Lauge wurden in der chemischen Industrie, namentlich in der Kaliindustrie, bisher Vorwärmer benutzt, bei denen große schmiedeeiserne Hohlzylinder als Heizkörper Verwendung finden, die - innerhalb eines Vorwärmermantels aufgestellt werden, und zu denen der für die Vorwärmung erforderliche Frischdampf oder Abdampf stets oben zugeführt wird, damit das sich bildende Kondenswasser unten abgeführt werden kann. Diese Einrichtungen werden in verschiedenen Ausführungsformen benutzt, die sich untereinander nicht grundsätzlich, sondern nur durch die Art der Dampfzufuhr, der Kondensatabführung und in einzelnen Fällen durch die Art der Heizrohrschaltung unterscheiden.Large-capacity preheater. To preheat lye were used in the chemical Industry, especially in the potash industry, previously used preheaters in which large wrought iron hollow cylinders are used as radiators, which - within a preheater jacket, and to which the one required for preheating Live steam or exhaust steam is always supplied at the top so that the condensation water that forms can be discharged below. These devices are in various embodiments used, which are not fundamentally among each other, but only by the nature of the Steam supply, condensate drainage and, in individual cases, the type of heating pipe circuit differentiate.

Diese bekannten Vorwärmer werden räum= üch sehr groß gehalten, und zwar aus folgendem Grunde. Es soll in demselben eine gewisse Menge Lauge stets vorhanden sein, um Vorrat zu haben bzw. um Wärmeschwankungen in der Dampfzufuhr durch Wärmespeicherung auszugleichen.These known preheaters are kept very large in space, and for the following reason. A certain amount of lye should always be present in it in order to have a supply or to avoid heat fluctuations in the steam supply due to heat storage balance.

Die Ausführungen haben alle den großen -Nachteil. daß sie häufig undicht werden. Die hauptsächlichstem Rohrverbindungen liegen irn Innern, deshalb muß die ganze Vorrichtung in allen Teilen befahrbar ausgebildet werden. Die an den Heizflächen sich ausscheidenden Salzablagerungen, welche durch Abklopfen entfernt werden müssen, machten schon eine Befahrbarkeit des Vorwärmers in allen Teilen notwendig. Es ist selbstverständlich, daß bei einer so unbequemen Zu- Uänglichkeit der zu reinigenden Teile die Bedienungsniannschaften nicht eben sehr vorsichtig mit dem Abklopfen der Salzablagerungen verfahren, so (laß in kürzerer Zeit Betriebsst#3rungen infolge C'ndichtigkeit und Leckage unvermeidbar «-erden. In den bekannten Vorrichtungen wird auch stets das Gegenstromprinzip in der Weise angewendet, (laß Lauge und Dampf einander entgegengeführt werden. Das in dein Heizrohr sich bildende Kondensat bildet infolgedessen an den Wan(hingen herauflaufend, besonders in den tieferen Teilen, einen dichten Wärni.-wasserschleier, (leg die Wärmeübertragung erheblich beeinträchtigt.The designs all have the major disadvantage. that they often leak will. The main pipe connections are inside, so the entire device can be made drivable in all parts. The ones on the heating surfaces precipitating salt deposits, which must be removed by tapping, made it necessary for the preheater to be drivable in all parts. It is it goes without saying that with such an uncomfortable Insanity the operating teams are not very careful about the parts to be cleaned Proceed with knocking off the salt deposits, so (let operational disturbances in a shorter time unavoidable due to tightness and leakage. In the known devices The countercurrent principle is always applied in the way (let lye and steam are led towards each other. The condensate that forms in your heating pipe forms consequently on the wan (hung running up, especially in the deeper parts, a dense heat-water veil, (put the heat transfer considerably impaired.

Alle diese f`belstände «-erden bei der Erfindung dadurch vermieden, daß der Laugenvorwäriner finit austauschbaren Heizelementen ausgerüstet wird, deren jedes für sich aus dein X-orwärmer entfernt und durch ein neues ersetzt werden kann. Gemäß der Erfindung werden diese einzelnen Heizelemente derart ausgebildet, daß Lauge und Dampf im Querstrom zueinander geführt werden, so daß die Störung der Wärmeübertragung durch Kon-(lensatschleierbildung vermieden ist. Schließlich erhält jedes Heizelement eine besondere Wärmezuführung und Kon(lensatabführung. so daß jedes einzelne Heizelement hinsichtlich seines Betriebes, insbesondere der Undichtigkeiten, durch Prüfung der aus den einzelnen Elementen ablaufenden Kondensatmengen (lauernd über%vacht werden kann.With the invention, all these foulings are avoided by that the lye preheater is equipped with finite interchangeable heating elements each one can be removed from your X-heater and replaced with a new one. According to the invention, these individual heating elements are designed such that Lye and steam are conducted to one another in cross flow, so that the disruption of heat transfer is avoided by the formation of condensate. Finally, every heating element receives a special heat supply and condensate discharge, so that each individual heating element with regard to its operation, in particular the leaks, by checking the The amount of condensate draining from the individual elements must be kept lurking over% can.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der anliegenden 7eichnung dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen Großraumlaugenvorwärmer gemäß der 1-rfindun" im senkrechten Querschnitt, Abb. 2 einen wagerechten Querschnitt, Abb. 3 einen Teilschnitt aus Abb. i, Abb. d. eh' selbständiges Heizelement, Abb. @ und G besondere Schaltungen der Heizelemente.Embodiments of the invention are shown in the accompanying drawings shown, namely Fig. i shows a large-capacity preheater according to the 1-rfindun " in vertical cross section, Fig. 2 is a horizontal cross section, Fig. 3 is a partial section from Fig. i, Fig. d. Eh 'independent heating element, Fig. @ and G special circuits the heating elements.

Der Laugenvorwärmer besteht aus einem senkrecht liegenden Zylinder u, dem die vorzuwärmende Lauge bei h zugeführt wird, uni ihn bei c oben wieder zu verlassen. Durch eingebaute Zwischenwände d ist der Zylinderraum in mehrere Abteilungen oder Zellen e zerlegt. Jede dieser Abteilungen besitzt einen Flanschenstutzen e, in welchen das finit einem Deckel f ausgerüstete Heizelement eingesetzt und befestigt wird. Jedes Heizelement besteht aus einer Anzahl wagerecht liegender, in U- oder beliebiger Form wiederkehrender Heizröhren, welche in einer Deckelkammer 1i münden, die durch eine Zwischenwand i in eine obere und untere Kammer zerlegt ist. Die obere 1saminer steht finit dein Rohrstutzen !z, durch welchen das Heizmittel eingeführt wird, in Verbindung. Aus der unteren Kammer Hießt durch eine Öffnung das Kondensat ab.The preheater consists of a vertical cylinder u, to which the caustic solution to be preheated is fed at h, uni it again at c above leaving. The cylinder space is divided into several compartments by built-in partition walls d or cells e dissected. Each of these departments has a flange connection e, in which the heating element equipped with a cover f is inserted and fastened will. Each heating element consists of a number of horizontal, U- or any form of recurring heating tubes which open into a lid chamber 1i, which is divided into an upper and lower chamber by a partition i. The upper 1saminer stands finitely your pipe socket! Z through which the heating medium is introduced will, in connection. The condensate flows from the lower chamber through an opening away.

Die Zwischenwände d besitzen Öffnungen in, welche derart angeordnet sind, daß die Lauge in dem Vorwäriner, wie durch die in Abb. i eingezeichneten Pfeile angedeutet, hin und her geführt «-erden kann. Damit keine Lauge den Vorwärmer passieren kann, ohne unmittelbar mit den Heizelementen in Berührung gekommen zu sein, sind in jeder Zelle besondere Führungsblechen angeordnet, welche die Lauge unmittelbar um die Heizelemente herumführen.The partition walls d have openings in which are arranged in such a way that the liquor in the preheater, as indicated by the arrows drawn in Fig. I, can be guided back and forth. So that no lye can pass the preheater without coming into direct contact with the heating elements, special guide plates are arranged in each cell, which guide the lye directly around the heating elements.

Wie ans (leg Erläuterung der Abb. i bis .1 hervorgeht, bietet der neue Laugenvorwäriner sehr erhebliche Vorzüge. jedes Heizelement kann für sich aus der zugehörigen Zelle herausgenommen und durch ein anderes Heizele-:i,entersetzt werden. Eine derartige Auswechse-:ung ist geboten, wenn beispielsweise die SalzaJt1agerungen so stark geworden sind, (laß eine Reinigung der Heizröhren erforderlich ist. Da so das Heizelement in der Werkstatt oder am (;rt bequem zugänglich ist, läßt sich die Rein;-gung sehr schnell Lind dabei aber auch schonsain ducrhführeii, so (laß das Rohrsvstein nicht wie bei der bisherigen unbequemliclieti Zugänglichkeit einer rauhen Bearbeitung unterworfen wird, die cti Undichtigkeiten und Beschädigungen führen muß. Eine Auswechselung (les Heizelementes wird aber auch dann stattfinden müssen, wenn Undichtigkeiten entstanden sind. Diese lassen sich bei der neuen Einrichtung sehr zuverlässig feststellen, weil jede Heiz.-lement seine besondere Kondenswasserabführung besitzt, wodurch es möglich ist, (las Kondenswasser aus jedem Heizelement über eine besondere Prüfungsstation zu führen. Eine in, dein Vorwäriner festgestellte 1'ndichtigkeit wird nicht, wie bisher, eine vollständige Stillegung des ganzem Vorwäriners, sondern nur die Auswechselung eines Heizelementes bedingen. Dabei ist noch der weitere Vorzug vorhanden, daß die Flanschstutzen e, falls zufällig kein Reserveheizeleinent zur Hand sein sollte, durch einen Blindflansch verschlossen werden können, so daß (leg Betrieb trotz. der Herausnahme des fehlerhaften Heizelementes ungestört weitergehen kann. Die Führung der Lauge im Querstrom zu den Heizelementen hat den Vorteil eines guten Wärmeaustausches und der Vermeidung (leg hondensatschleierbildung.As can be seen from the explanation of Figs. I to .1, the new preheater very significant advantages. each heating element can stand out for itself taken out of the associated cell and replaced by another heating element: i, enters will. Such an exchange is advisable, for example when the salt storage have become so strong (let the heating tubes need to be cleaned. Da so the heating element in the workshop or on (; rt is easily accessible, can the cleaning very quickly and at the same time, but also already ducrhführeii, so (let the Rohrsvstein not as with the previous uncomfortable accessibility of a rough machining is subjected to the cti leaks and damage must lead. A replacement (les heating element will also take place then must if leaks have occurred. These can be found in the new facility very reliably, because each heating element has its own special condensation drainage which makes it possible to (read condensation from each heating element through a to lead a special examination station. A leakage found in your Vorwäriner will not, as before, a complete shutdown of the entire preheater, but only require the replacement of a heating element. There is another advantage here present that the flange connection e, if by any chance no reserve heating element for Hand should be able to be closed by a blind flange so that (leg Operation despite. proceed undisturbed after removing the defective heating element can. The management of the liquor in the cross flow to the heating elements has the advantage of a good heat exchange and the avoidance of condensation.

Die Anordnung einer größeren Anzahl von Heizelementen bietet aber noch den weiteren Vorteil, daß man bei der Beheizung des Vor-\@äriners nicht auf ein Heizmittel angewiesen ist. Bei den bekannten Einrichtungen kann man entweder nur mit Frischdampf, mit Abdampf oder mit einem Heizmittel arbeiten, niemals aber finit beiden zugleich. Diese 1löblichkeit ist aber durch die Erfindung gegeben. Die Anwendung verschiedener Heizmittel ist in den Abb. 5 und 6 in dem Ausführungsbeispiel gezeigt. Der Vorwärme= nach Abb. 5, dessen Inneres entsprechend Abb. i ausgebaut ist, wird mit Frischdampf und Abdampf betrieben, und zwar wird Frischdampf dem oberen Heizelement I zugeführt, kommt also zum Wärmeaustausch, wo die Lauge die Höchsttemperatur erreichen soll. Die Barunterliegenden Kammern II, III, IV, V werden mit Abdampf beheizt. Die untere Kammer V I wird mit Hilfe des verhältnismäßig sehr heißen Kondensates betrieben, welches aus dem Heizelement I abfließt. Die Kondensatableitungen der Heizelemente 1I, 11I, IV, V enden in einer gemeinsamen Kondensatleitung o, welche ebenso wie die Kondensatableitung p des unteren Heizelementes VI das Kondensat einem gemeinsamen Kondensatsammler zuführt.The arrangement of a larger number of heating elements offers and the further advantage that when heating the pre - \ @ äriners not on a heating medium is required. With the known facilities you can either only work with live steam, with exhaust steam or with a heating medium, but never finite both at the same time. This 1 laudability but is by the invention given. The use of different heating means is shown in Figs. 5 and 6 in the embodiment shown. The preheating = according to Fig. 5, the interior of which is expanded as shown in Fig. I is operated with live steam and exhaust steam, namely live steam is the upper one Heating element I is supplied, so there is heat exchange where the lye has its maximum temperature should achieve. The chambers II, III, IV, V below the bar are filled with exhaust steam heated. The lower chamber V I is with the help of the relatively very hot condensate operated, which flows from the heating element I. The condensate drains of the Heating elements 1I, 11I, IV, V end in a common condensate line o, which just like the condensate discharge p of the lower heating element VI, the condensate one common condensate collector feeds.

In der Ausführungsform nach Abb. 6 wird das Heizelement I mit Frischdampf, die Elemente II, III, IV mit Abdampf, das Element V mit Kondensat des Elements I und das Element V I mit Kondensat der Elemente 1I, III, IV betrieben.In the embodiment according to Fig. 6, the heating element I is operated with live steam, elements II, III, IV with exhaust steam, element V with condensate of element I. and element V I operated with condensate from elements 1I, III, IV.

Man sieht aus der ErUuterung der Abb. 5 und 6, daß durch eine Unterteilung in Elemente eine sehr weitgehende Ausnutzung der Heizmittel, entsprechend dem in den einzelnen Zellen herrschenden Wärmegefälle, möglich ist.It can be seen from the explanation of Figs. 5 and 6 that by a subdivision in elements a very extensive utilization of the heating medium, corresponding to that in heat gradient prevailing in the individual cells is possible.

Die Untersuchung zeigt aber, daß je nach der Art des Betriebes, in welchem der Laugenvorwärmer steht, außer Frischdampf und Abdampf noch andere Wärmeträger zur Beheizung herangezogen werden können, beispielsweise heiße Laugen, heiße Öle, erwärmtes Kühlwasser, heiße Gase u. dgl.The investigation shows, however, that depending on the type of business, in which the preheater is located, other heat carriers besides live steam and exhaust steam can be used for heating, for example hot alkalis, hot oils, heated cooling water, hot gases, etc.

Der Vergleich der Abb. 5 und 6 mit der Abb. i zeigt, daß die Heizelemente in beliebiger Lage gegeneinander angeordnet werden können, entweder abwechselnd einander gegenüber, wie Abb. i zeigt, oder aber gruppenweise und gleichlaufend, wie aus den Abb. 5 und 6 hervorgeht. Die Lage der Elemente wird sich ganz nach den örtlichen Verhältnissen, insbesondere nach der Art der zu verwendenden Heizmittel und Rohranschlüsse richten.The comparison of Figs. 5 and 6 with Fig. I shows that the heating elements can be arranged in any position against each other, either alternately opposite each other, as Fig. i shows, or in groups and running at the same time, as can be seen from Figs. 5 and 6. The location of the elements will depend entirely on the local conditions, in particular the type of heating medium to be used and align pipe connections.

Claims

PATEN T CLAIMS: i. Large-capacity preheater, characterized in that that the heating installation in individual, interchangeable, with independent heating medium supply equipped heating elements (g) is divided.

2. Large-capacity preheater according to claim i, characterized in that the individual heating elements (g) from one another in the preheating = arranged partition walls (d) are separated, which with through openings (rti.) are provided in such a way that the lye rising in the heater several times is led back and forth.

3. Large-capacity preheater according to claim i, characterized in that that the heating elements are designed in the form of horizontally lying tube bundles, against which the liquor to be heated is passed in cross flow.

4 .. large-capacity preheater according to claim i, characterized in that the condensate discharge lines of each heating element connected to a special testing device, so that each element on Condensate purity can be continuously monitored.

5. Large-capacity preheater after Claim i, characterized in that each heating element of baffles such Kind is surrounded that the liquor passed through the preheater always with the heating tubes must come into contact.

6. Large-capacity preheater according to claim i, characterized in that that the insert openings for the heating elements are designed such that they optionally after removing the heating element, terminated by a blind flange «= earth can.

7. A method for operating the large-capacity lye preheater according to claim i to 6, characterized in that the highest elements with live steam, the lowest Elements are operated with condensate and those in between with exhaust steam. B. The method according to claim 7, characterized in that the deepest elements with exhaust steam condensate, those above the bar are operated with live steam condensate. G. Method according to claim 7, characterized in that the heating elements with any Heating means, in particular those with different heat content, operated in this way that in the heating elements of higher temperature heating means of higher calorific value and in the heating elements of lower temperature heating means with a lower calorific value be used.