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Vorrichtung zum Kondensieren von Feststoffe enthaltenden Abdämpfen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kondensieren von Feststoffe enthaltenden
Abdämpfen, wie z. B. Braupfannenschwaden, .Schwaden aus Trebertrocknungsapparaten
o. dgl., mit einer Prallkarnmer und einer darauffolgenden, parallel und eng nebeneinander
stehende zdachtaschenförmige Kühlkörper enthaltenden Kühlkammer.
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Es sind Vorrichtungen zum Reinigen von Gasen bekannt, in denen die
Abgase vor dem Eintritt in die Kühlkammer einer Prällwirkung unterworfen werden;
aber die eigentliche Reinigung erfolgt dabei in senkrecht in der Kühlkammer angeordneten
Rohren, durch die die Gase nur einmal von unten nach oben hindurchströmen. Rohre
sind für die Zwecke aer Erfindung ungünstig. Haben sie einen verhältnismäßig großen
lichten Durchmesser, so erstreckt sich der Wärmeaustausch nicht bis in den Kern
des Gasstromes; ist andererseits ihre lichte Weite gering, so ist die Gefahr der
Verstopfung sehr groß. Bei der bekannen Vorrichtung, die zum Reinigen der bei der
pyrogenen Zersetzung von Schwerölen entstehenden Gase dient, hat man daher, um möglichst
enge Kühlrohre verwenden zu können, die unterhalb der Kühlkammer befindliche Wanne
(Prallkammer) ebenfalls mit einem Kühlmantel versehen, damit der größte Teil der
schwersten Teere sich schon hier niederschlägt.
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Demgegenüber bezieht die Erfindung sich auf eine Vorrichtung, deren
Hauptteil, nämlich die Kühlkammer, parallel und eng nebeneinander stehende flachtaschenförmige
KüM-körper enthält. An sich sind solche Wärmeaustauschkörper für Heizzwecke und
Kühlzwecke bekannt. So hat man sie in paralleler und enger Nebeneinanderanordnung
beispielsweise für den Wärmeaustausch zwischen abzukühlenden Feuerungsabgasen und
vorzuwärmender Verbrennungsluft benutzt. Dabei wird der Strom des einen Gases durch
die Flachtaschen in eine Mehrzahl dünner breiter Bänder zerlegt, die den Wärmeaustausch
bis in den Kern hinein ermöglichen, ohne daß eine bemerkenswerte Verstopfungsgefahr
auftritt.
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Für die Abdämpfe, um deren Behandlung es sich gemäß der Erfindung
handelt, wurden bis jetzt Röhrenkondensatoren benutzt, bei denen das Kühlmittel
die Rohre durchströmt und die zu reinigenden Dämpfe die Kühlrohre umspülen. Letztere
sind unter einem sehr kleinen Winkel gegen die Waagerechte geneigt, und der gegenseitige
Abstand der Kühlrohre nimmt von der Eintrittstelle der zu behandelnden Dämpfe zu
deren Austrittstelle hin ohne Verminderung der Rohrzabl bzw. der Kühlfläche ab,
um die Strömungsgeschwindigkeit der Abdämpfe und die Blaswirkung auf die Oberfläche
der Kühlrohre zu vergrößern. Einige Leitbleche führen die Abdämpfe durch das Röhrenbündel
so hin und her, daß nur auf sehr kurzen Strecken eine Parallelström mg stattfindet,
während die zu
behandelnden Dämpfe sich überwiegend quer zu den
Kühl rohren bewegen.
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Die praktischen Erfahrungen mit der bekannten Vorrichtung waren nicht
befriedigend, denn die Kühlflächen verschmutzen durch das Ablagern der von den Dämpfen
mitgeführten Feststoffe so rasch, daß die Nutzleistung stetig abnimmt. Dabei ist
die Reinigung der Vorrichtung überaus umständlich und kostspielig. Der Wärmewirkungsgrad
(aus den Schwaden im Kühlwasser wiedergewonnene Wärme) ist schon bei einer neu hergestellten
Anlage nicht günstig und sinkt nach längerem Betriebe durchschnittlich auf einen
unbefriedigenden Betrag. Dem entspricht auch die Reinigungsleistung des Apparates,
die mit abnehmendem Wärmeaustausch entsprechend sinkt.
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Um demgegenüber beim Kondensieren von Feststoffe enthaltenden Abdämpfen
Höchstleistungen zu erzielen, wird eine Kühlkammer mit parallel und eng nebeneinander
stehenden flachtaschenförmigen Kühlkörpern gemäß der Erfindung derart ausgebildet,
daß die von einem flüssigen - Kühlmittel durchflossenen, innerhalb der Kühlkammer
in ununterbrochener Folge angeordneten Kühltaschen gruppenweise durch Zungen zu
einem ausschließlich quer zur Taschenbreite auf- und absteigenden ununterbrochenen
Zickzackweg hintereinandergeschaltet und gegebenenfalls über den Kühltaschen zum
Abspülen derselben während des Betriebes Sprührohre angeordnet sind.
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Bei einer bekannten Kühl- und Reinigungsanlage für Gase von Industrieöfen
sind in zwei Kühlkammern senkrechte, parallel und eng nebeneinander stehende flachtaschenartige
Kühlkörper zur Aufnahme von Luft als Kühlmittel angeordnet, aber die zu kühlenden
Gase werden in ungünstiger Weise zwischen den Kühlkörpern hindurchgeführt.
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Während gemäß der Erfindung wirkliche Taschen, d. h. einfache rechteckige
Hohlplatten, verwendet werden, bestehen die Kühlelemente der bekannten Vorrichtung
aus flachen Hohlkörpern, die in ihrer Breitenrichtung U-förmig ausgebildet sind.
Dementsprechend bewegen die zu behandelnden Gase sich in jeder Kühlkammer zwischen
den Kühlkörpern auf einer U-förmigen Schleife, und sie werden nach Zurücklegung
des einen Schleifenweges durch rohrartige Kanäle in die andere Kühlkammer geleitet,
um dort einen ebensolchen zweiten Schleifenweg zu machen.
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Die bekannten, ton der Kühlluft durchströmten Kühlkörper bilden mit
ihrer Sonderform wegen des hohen Werkstoff- und Arbeitsaufwandes ein kostspieliges
Hilfsmittel, sind aber gleichwohl für die Zwecke der vorliegenden Erfindung nicht
verwendbar.
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Sie eignen sich nicht für ein flüssiges Kühlmittel, weil sie sich
in ihrem Innern nicht mit vorteilhaften Kanälen zur zwangsläufigen Führung eines
solchen versehen lassen. Ferner würden beim Kondensieren von Abdämpfen die rohrartigen
Umleitungen das Absetzen der Feststoffe in so hohem Maße begünstigen, daß der Betrieb
der Einrichtung schon nach einer kurzen Arbeitszeit zum Erliegen kommen würde. Solche
Gefahren sind augenscheinlich schon an den glatten Kühlkörperflächen der bekannten
Vorrichtung vorhanden, denn man hat deren Kühlkörper frei schwingend aufgehängt
und für sie besondere Klopfvorrichtungen vorgesehen, um die Feststoiiniederschläge
mittels rhythmischer Erschütterungen dauernd zu beseitigen.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Kühltaschen in einer ununterbrochenen
Folge und deren gruppenweise Abtrennung, derart, daß ein ausschließlich quer zur
Taschenbreite auf- und ab steigender Zickzackweg für die zu behandelnden Abdämpfe
entsteht, der nirgends rohrartige Verengungen aufweist, wird ein weit überlegener
Wärmeaustausch und damit eine überlegene Reinigungsleistung erreicht. Versuche an
erfindungsgemäßen Apparaten, die unter ungünstigen Verhältnissen arbeiten, haben
einen Wärmewirkungsgrad von durchschnittlich 800/0 ergeben. Soweit dabei Schwankungen
auftraten, waren sie auf Ungleichheiten in der Anfangswärme der Abdämpfe und des
Kühlwassers zurückzuführen, während eine Herabminderung des Wirkungsgrades durch
Verschmutzungen nicht festgestellt werden konnte.
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Gegenüber den obenerwähnten Röhrenkondensatoren für Feststoffe enthaltende
Abdämpfe hat der Gegenstand der Erfindung im Durchschnitt etwa die doppelte Leistungsfähigkeit,
und er erfordert weder mechanische Hilfsmittel für Dauerreinigungen noch irgendwelchen
Aufwand an Zeit, Arbeit und Kosten für von Zeit zu Zeit auszuführende Grundreinigungen.
Lediglich zur Sicherung z. B. in Fällen außergewöhnlicher Belastung werden erfindungsgemäß
über den Kühltaschen gegebenenfalls Sprührohre an sich bekannter Art angeordnet,
um zu jeder beliebigen Zeit, und zwar auch während des Betriebes, ein Abspülen der
Taschen vornehmen zu können.
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Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung ist
in Fig. I in einem Längsschnitt und in Fig. 2 in einem Querschnitt dargestellt.
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Ein Gehäuse 1 enthält gemäß Fig. I bei spielsweise eine Vorkammer
2, in def der durch einen Stutzen 3 eintretende Schwadenstrom auf eine Wand 4 trifft.
Ein von einem Elektromotor 5 angetriebenes Saugflügelrad 6
im Abzugrohr
7 erhöht die Geschwindigkeit der Schwaden auf ihrem Wege durch die ganze Einrichtung
hindurch stark. Durch den Aufprall der beschleunigten Schwaden auf die Wand 4 wird
in der Vorkammer 2 eine beachtliche Feststoffmenge abgeschieden. An die Kammer 2
kann die zur Hauptbehandlung dienende Kühlkammer 8 sich unmittelbar anschließen,
und in dem gemeinsamen Unterteil des Gehäuses I sind Siebe 9 und 10 angeordnet,
mittels deren die Feststoffe aufgefangen werden, während das Kondensat durch die
Siebe abtropft und bei II abläuft.
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Gemäß Fig. 1 enthält die Kühlkammer 8 eine größere Anzahl von großflächigen,
verhältnismäßig dünnen ebenen Kühltaschen I2, die in geringen gleichen Abständen
parallel nebeneinander angeordnet .sind und den Schwadenstrom in eine Mehrzahl dünner
breiter Bänder aufteilen. Gemäß Fig. 2 erstrecken die von einem flüssigen Kühlmittel
durchströmten Kühltaschen 12 sich über den ganzen Querschnitt des Gehäuses I, und
jede Tasche ist durch einen Stutzen I3 mit einem Kühlmittelzulauf 14 sowie durch
einen Stutzen I3' mit einem Kühlmittelablauf I4' verbunden. Die Taschen sind durch
die Rohre 14 und I4' beispielsweise parallel geschaltet.
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Der Gehäuseuntersatz enthält eine senkrechte Wand oder Zungen, die
sich beispielsweise mit einem nachgiebigen oberen Teil gegen eine der Kühltaschen
12 legt, und die Gehäusekappe I6 eine entsprechende Zunge 17. Die in einer ununterbrochenen
Folge angeordneten Kühltaschen 12 sind durch die Zungen 15 und I7 gruppenweise (im
gezeichneten Bleispie1 Gruppell von je fünf Taschen) zu einem ununterbrochenen Zickzackweg
hintereinandergeschaltet, der ausschließlich quer zur Taschenbreite auf- und absteigt
sowie keine rohr- oder kanalartigen Verengungen enthält. Der Schwadenstrom zerlegt
sich dabei zunächst beispielsweise in sechs Bänder, steigt bei sehr geringen Widerständen
senkrecht auf, wendet innerhalb der Gehäusekappe I6, steigt dann z. B. in fünf Bändern
durch die nächste Taschengruppe ab, um unten erneut zu wenden und wieder aufzusteigen.
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Die Zahl der Hinundherwege des Schwadenstromes innerhalb der Kühlkammer
und die Zahl der Bänder bzw. Taschen je Gruppe oder Zickzackwegstrecke richten sich
nach dem Bedarf. Die breiten dünnen Schwadenbänder erfahren durch die Taschen 12
eine sehr wirksame Kühlung, und das Kondensat schwemmt die ausgeschiedenen Feststoffe
weg, um sie auf dem Sieb 10 abzulagern.
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Feststoffreste werden in der Gehäusekappe 16 und am Flügelrade 6 abgestoßen
und können durch eine Kappe I8 des Abzugrohres 7' entfernt werden.
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Über den Kühltaschen 12 können Sprührohre 19 vorgesehen sein, um
ein Abspülen der Taschen zu beliebiger Zeit, insbesondere auch während des Betriebes,
zu ermöglichen.
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Gemäß Fig. 2 kann das Gehäuse I zwei über die ganze Gehäusetiefe gehende
und sich gegenüberliegende Türen 20 besitzen, die zur Beobachtung des Apparatinnern
auf gleicher Höhe ein über die ganze Breite gehendes Schauglas 21 aufweisen.