DE69106565T2 - Verfahren und Mittel zum Reinigen der Wände von einem Wärmetauscher. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen wenigstens einer der Seiten im wesentlichen vertikaler, Wärme übertragender Wände zwischen zwei, entlang gegenüberliegender Seiten der Wände geförderten Fluiden eines Wärmeaustauschers, in dem Festpartikel in einen Fluidstrom eingeführt werden, der im wesentlichen gleich oder eine Phase eines der Fluide ist, das an dieser einen Seite der Wände Wärmeaustausch unterliegt, wobei die Partikel kleiner sind als der Abstand zwischen gegenüberliegenden Wänden, die den Fluß des Fluids festlegen, wobei das Fluid mit den Partikeln zu einer Zone über den vertikalen Wänden in einen Teil eines Verteilerraums für das Fluid, der nur einen Teil der horizontalen Querrebene der vertikalen Wände bedeckt, bewegt wird, wobei die Partikel unter den vertikalen Wänden gesammelt und von dem Wärmeaustauscher abgegeben werden, welche Partikel so schwer und so groß sind, daß sie sich entlang der Wände abwärts bewegen und nach der Abgabe und möglicher Reinigung vollständig oder teilweise über vertikalen Wänden zurückgeführt werden, wobei der Fluß der Partikel periodisch zu verschiedenen Teilen des Verteilerraums bewegt wird, die verschiedene Teile der horizontalen Querebenenteile über den Vertikalwänden bedecken sowie einen Wärmeaustauscher mit im wesentlichen vertikalen, Wärme übertragenden Wänden zwischen zwei, entlang gegenüberliegender Seiten der Wände geförderten Fluiden bewegt wird, in den Mittel eingesetzt sind, um einen Strom eines der Fluide in einen Verteilerraum über den Wänden mit Festpartikeln darin zu bringen, die kleiner als der Abstand zwischen gegenüberliegenden Wänden sind, die den Fluß des Fluids festlegen, und schwer und groß genug zur Abwärtsbewegung entlang der Seite dieser Wände, entlang denen das Fluid zum Wärmeaustausch fließt, Mittel vorgesehen sind, um die Festpartikel aus einem Sammelraum am Boden der Wände abzuführen und sie vollständig oder teilweise zu dem Verteilerraum rückzuführen, Mittel vorgesehen sind, um den Strom mit Festpartikeln über verschiedene Teile der gesamten Querfläche der Vertikalwände zu führen, Schaltmittel vorgesehen sind, um die Zufuhr der Partikel zu dem Verteilerraum über den Wänden periodisch zu schalten, um die verschiedenen Teile der Querfäche mit den Partikels zu versorgen.
• Ein Verfahren und ein Wärmeaustauscher dieses Typs sind in der DE- B-2818006 beschrieben. Gemäß dieser Druckschrift wird ein Teil des einen Fluidstroms nicht durch den Wärmeaustauscher zur Zufuhr der Partikel benutzt, sondern die Partikel werden durch separate Zufuhrmittel zugeführt.
• Ziel der Erfindung ist es daher, eine Reinigung der Wände durch Bewegen der Festpartikel entlang dieser zu erreichen, ohne den Betrieb des Wärmeaustauschers zu unterbrechen.
• Zum Erreichen dieses Ziels ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Fluidstroms ohne Partikel aus dem Hauptstrom des Fluids für den Wärmeaustausch abgeführt wird und durch einen Pumpe oder dergleichen unter einen erforderlichen Druck gesetzt wird, bevor die Festpartikel durch den Teil des Fluidstroms aufgenommen werden und die Festpartikel dann durch den Teil des Fluidstroms zu dem Verteilerraum abgeführt werden, und der Wärmeaustauscher ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Ablaßrohr eingesetzt ist, um einen Teil des Fluidstroms zu oder von dem Wärmeaustauscher abzulassen, wobei eine Pumpe oder dergleichen in das Ablaßrohr eingesetzt ist und das Ablaßrohr an das Ablaßmittel von dem Wärmeaustauscher angeschlossen ist, um einen gemeinsamen Strom des Fluids mit Festpartikeln zu dem Verteilerraum über den Wänden zu fördern.
• Auf diese Weise kann man in vielen verschiedenen Anwendungen eine gründliche Reinigung während Betriebs des Wärmeaustauschers erlangen. Der Fachmann kann das spezifische Gewicht, die Größe und Form der Festpartikel für jeden Fall leicht bestimmen und diese an das Wärmeaustauschmedium, dessen spezifisches Gewicht, dessen Viskosität und die Fließrichtung und Fließgeschwindigkeit derart anpassen, daß die Partikel entlang der zu reinigenden Wände so langsam fallen, daß sie die Wände gründlich reinigen können.
• Ein Wärmeaustauscher des betreffenden Typs ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß Mittel eingesetzt sind, um einen Teilstrom eines der Fluide in einen Sammel- oder Verteilerraum über den Wänden mit Festpartikeln darin bringen, die kleiner als der Abstand zwischen gegenüberliegenden Wänden sind, die den Fluß des Fluids festlegen, und schwer und groß genug, um sich entlang der Seite derjenigen Wände nach unten zu bewegen, entlang denen das Fluid zum Wärmeaustausch fließt, mit Mitteln zum Abgeben des Fluids mit Festpartikeln aus einem Verteiler- oder Sammelraum am Boden der Wände und deren vollständige oder teilweise Rückführung zu dem Verteiler oder Sammelraum, Mittel vorgesehen sind, um den Strom mit Festpartikeln in jedem Fall über einen Teil der Gesamtquerfläche der Vertikalwände des Sammel- oder Verteilerraums zu bringen, und in dem Schaltmittel vorgesehen sind zum periodischen Schalten der Zufuhr der Partikel zu dem Verteileroder Sammelraum über den Wänden, um einen anderen Teil der Querfläche mit den Partikeln zu versorgen.
• Zu bemerken ist, das die Verwendung von Festpartikeln zur Reinigung der Röhren von Wärmeaustauschern bekannt ist. Zum Reinigen der Innenseite von Röhren von Wärmeaustauschern ist es aus der US-A-2,801,824 bekannt, Festpartikel zu verwenden, die elastische Kugeln eines Durchmessers sind, der gleich dem Innendurchmesser der zu reinigenden Röhren ist, oder größeren Durchmessers. Somit werden sie durch die Röhren zusammen mit dem Fluid gepumpt, das beim Wärmeaustausch teilnimmt. Dieses System wird verbessert durch Zufuhr der Kugeln zu nur einem Teil der Gesamtquerfläche des Wärmeaustauschers und somit nur zu einem Teil der zu reinigendn Röhren gleichzeitig, und zum gelegentlichen Schalten von einem Oberflächenteil zum anderen (DE-B-28 18 006).
• Dieses System erfordert, daß der Fluß der Kugeln in derselben Richtung wie das Fluid in dem Wärmeaustauscher stattfindet, und der Wärmeaustauschfluß wird durch diese Kugeln beträchtlich behindert.
• Die Erfindung ist sowohl für solche Wärmeaustauscher mit aufsteigendem Fluß als auch solche mit absteigendem Fluß entlang der zu reinigenden Wände gedacht, wobei die betreffenden Partikel im ersten Fall so groß und schwer sind, daß sie trotz des Aufwärtsflusses des Mediums auch in diesem Fall entlang der Wände absteigen können.
• Für die Partikel kann man alle Sorten verschiedener Materialien verwenden, z.B. Metall oder Glas. Das gewählte Metall ist ein Metall oder eine Legierung, die durch das Wärme austauschende Medium nicht korrodiert wird und die auf das letzere keine nachteilige Wirkung hat.
• Bei Anwendung der vorliegenden Erfindung kann der Normalbetrieb des Wärmeaustauschers während der Reinigung weitergehen, mit kaum einem Verlust des Wärmeaustauschs oder sogar dessen Verstärkung und mit kaum einem Druckverlust. Die Partikel können sich sowohl in einem aufwärts als auch abwärts gerichteten Fluidfluß abwärts bewegen.
• Die Erfindung ermöglicht zur gründlichen Reinigung das Einführen einer starken Konzentration (relativ großen Menge) solcher Festpartikel, während der Wärmeaustausch scheinbar unbeeinträchtigt weitergeht oder sogar verstärkt wird. Im Fall eines ansteigenden Mediumstroms wird der Mediumstrom über dem Teil der horizontalen Querebene schwächer, in dem die Partikel fallen, aber der Strom, der den Weg des geringsten Widerstands sucht, ist in dem Teil des Wärmeaustauschers nicht beeinträchtigt, in dem die Reinigung zu dieser Zeit nicht stattfindet, und, in Abhängigkeit von den Umständen kann er sogar stärker werden, obwohl keine zusätzlichen Pumpen- oder Gebläsekapazität für den Hauptstrom des Mediums erforderlich ist. Dies hat auch große Vorteilen, wenn das entlang der zu reinigenden Wände fließende Medium aufsteigt und in zwei Phasen auftritt, wie im Fall eines Verdampfers oder eines Nachverdampfers hinter oder unter einer Destilliersäule in der Erdölindustrie. Das Sieden wird dann lokal unterdrückt, geht aber in einem großen Teil der Vorrichtung weiter, ohne einen merklichen zusätzlichen Druckverlust zu verursachen.
• Die Erfindung wird nun im näheren Detail unter Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen erläutert, worin:
• Figur 1 ist ein Vertikalschnitt durch einen Röhrenwärmeaustauscher mit aufsteigendem Fluß des Mediums durch die Röhren und mit Reinigung seines Inneren;
• Figur 2 ist ein Horizontalschnitt und eine Sicht nach unten entlang der Linie II-II in Figur 1;
• Figur 3 ist ein schematischer Vertikalschnitt durch das Bodenende einer Destilliersäule mit Anschlüssen zu einem Nachverdampfer (nicht gezeigt), der im wesentlichen dem Wärmeaustauscher nach den Figuren 1 und 2 gleicht;
• Figur 4 ist ein Vertikalschnitt durch einen Verdampfer;
• Figur 5 ist ein in rechten Winkeln zu den Platten eines Plattenwärmeaustauschers vertikal "versetzter" Schnitt mit Gegenstrom und Abwärtsfluß in Räumen zwischen den Platten, die durch Anwendung der Erfindung gereinigt werden; und
• Figur 6 zeigt eine mögliche Ausführung eines Verteilers.
• Der Wärmeaustauscher nach den Figuren 1 und 2 enthält in einem Gehäuse 1 einen untere Röhrenplatte 2 und eine obere Röhrenplatte 3, zwischen denen sich eine Anzahl vertikaler Röhren 4 erstreckt. Unter der unteren Platte 2 ist ein Verteilerraum 5 gebildet, in den durch ein Rohr 6 Medium zugeführt wird, welches Medium durch die Röhren 4 nach oben zum Wärmeaustausch mit einem Medium fließen muß, das durch das Gehäuse zwischen die Röhrenplatten um die Röhren herum durch Einlässe und Auslässe (nicht gezeigt) geführt wird, und sich beispielsweise in einem Zick-Zack-Weg zwischen Einlaß und Aulaß durch horizontale Wandungen bewegt, die um die Röhren herum greifen, aber nicht die gesamte Horizontalfläche des Gehäuses 1 aufnehmen, was bekannt ist
• Der Einlaß des Rohrs 6 in den Raum 5 ist von einer Kappe 7 verdeckt, um eine bessere Verteilung des einfließenden Mediums zu sichern und zu verhindern, daß unten zu beschreibende Festpartikel in das Rohr 6 eintreten.
• Über der Röhrenplatte 3 ist ein Sammelraum 8 angeordnet, von dem das Medium aus den Röhren durch ein Rohr 9 abgeführt wird.
• Oben auf der Röhrenplatte 3 befindet sich ein Satz von Platten, die zu einem sternförmigen Teil 10 kombiniert sind und die den Horizontalquerschnitt des Gehäuses einteilen, das in diesem Fall in beispielsweise sechs Sektoren kreisförmig aufgebaut ist.
• An den Boden des Verteilerraums 5 ist ein Abflußrohr 12 angeschlossen, das zu einem Sammler 13 für Festpartikel führt, und von dort führt ein Rohr 14 zu einem Verteiler 15. Der letztere hat ein Schaltventil, beispielsweise zur Drehung um eine Vertikalachse (she. Figur 6), durch das der durch das Rohr 14 fließende, ankommende Strom zu jedem Moment nur zu einem der Rohre 16 fließen kann. Jedes der sechs Rohre 16 ist an einen anderen Sektor 11 über der Röhrenplatte angeschlossen. Die Rohre 16 sind in Figur 1 einzeln gezeigt, aber nicht alle zu einem Sektor durchgehend gezeichnet, und sie sind mit ihren horizontalen Oberenden übereinander gezeigt, obwohl die Oberenden in derselben Ebene derart liegen können, wie in Figur 2 gezeigt.
• Ein Rohr 17 zweigt von dem Abflußrohr 9 ab und führt zu einer Pumpe, einem Gebläse oder einem Kompressor, der Medium von dem Zufuhr- oder Abflußrohr zu dem Sammler 13 fördert. Das Zufuhrrohr 6 kann natürlich auch eine Pumpe oder einen Kompressor enthalten, aber wenn ein durch Thermosiphon-Wirkung erzeugter Aufwärtsfluß durch die Röhren vorliegt, kann er überflüssig sein.
• Die Reinigungswirkung dieses Wärmeaustauschers findet nun wie folgt statt. Festpartikel zur Reinigung werden an einer geeigneten Stelle in das Kreislaufsystem 12, 13, 14, 15, 16, 11 eingebracht. Das Medium, das durch eine Pumpe oder dergleichen 18 unter Druck steht, kann seinen Druck nicht auf das Rohr 12 übertragen - oder kann es nur durch eine Drossel - beispielsweise aufgrund der Tatsache, daß sich das letztere in den Sammler 13 in eine Einspritzdüse öffnet, die zu dem Rohr 14 hin gerichtet ist, und eine Sperre oder ein Zellenrad (nicht gezeigt) in dem Rohr 12 vorgesehen ist. Mierdurch wird durch das Rohr 14 zu dem Verteiler 15 ein Fluß erzeugt, und von dort durch das Rohr 16, das an dem Moment zu einem der Sektoren 11 über der Röhrenplatte 3 offen ist. Dieser Fluß ist derart stark ausgewählt, daß die erwähnten Festpartikel mit ihm nach oben fließen und somit einen der Sektoren 11 erreichen, von wo sie in die Röhren 4 dieses Sektors fallen und sich in den Röhren abwärts bewegen. In dem Verteilerraum 5, in dem der Fluß des hereinkommenden Wärmeaustauschmediums geringer als in den Röhren 4 ist, setzen sich die Festpartikel ab und sammeln sich und fließen dann durch das Rohr 12 in dem untersten Punkt des Raums 5 zu dem Sammler 13 zurück.
• Die Rohre 16 öffnen sich bevorzugt radial einwärts in die Sektoren 11, so daß die Festpartikel in und über jedem Sektor so gleichmäßig wie möglich verteilt werden. Die Pumpe 18 kann auch in pulsierender Weise arbeiten, oder in den Verteiler 15 kann ein Flußvariator eingesetzt sein, beispielsweise ein linear bewegender oder drehender Schlitten mit einer Öffnung, die vor jedes der Rohre 16 bewegt werden kann und die z.B. zuerst den Druck aus dem Rohr 14 scheinbar ungedrosselt in das betreffende Rohr 16 läßt und bei weiterer Bewegung ihn in stärkerem Grad allmählich drosselt, oder umgekehrt. Die Festpartikel werden somit so gut wie möglich über dem betreffenden Sektor 11 verteilt, und zwar aufgrund der Tasache, daß sie zuerst insbesondere weit zur Mitte des sternförmigen Teils 10 und danach allmählich weiter zu den äußeren Zonen des Sektors gefördert werden, oder umgekehrt.
• Das durch die Röhren 4 fließende Medium kann ein Gas oder eine Flüssigkeit sein. Im Fall eines Gases sind die Festpartikel bevorzugt leichter als im Fall einer Flüssigkeit, so daß sie niemals zu schnell durch die Röhren 4 fallen, und, im Fall von Gas braucht der Kompressor oder das Gebläse 18 keinen zu starken Fluß durch die Teile 13, 14, 15 und 16 zu erzeugen, um die Festpartikel entlang und nach oben zu fördern, und somit braucht man natürlich keinen großen Energiebetrag. Im Fall eines Gases könnte auch ein Sauggebläse in das Abflußrohr 9 eingesetzt sein.
• Der Fluß in den Röhren kann auch nach unten gerichtet sein, im Gegensatz zu dem in der Zeichnung gezeigten. Bevorzugt könnte man dann leichtere und/oder kleinere Festpartikel als in einem Aufwärtsfluß verwenden.
• Im Fall eines Aufwärtsflusses des Mediums durch die Röhren besteht allgemein die Möglichkeit, daß hierdurch die Partikel mit ihm zusammen nach oben gefördert werden und die Vorrichtung am oberen Ende verlassen. Dies kann man durch einen geeigneten Separator verhindern. In Figur 1 ist für diesen Zweck ein Zyklon 19 mit einem tangentialen Einlaß 20 vorgesehen, durch welchen Einlaß das Medium hindurchtreten muß, um das Ablaßrohr 9 zu erreichen. In Abhängigkeit von Typ des Mediums, ist dies ein Gas- oder ein Flüssigkeitszyklon. Die darin gefangenen Festpartikel werden durch ein Rohr 21 zu dem Sammler 13 zurückgeführt.
• Figur 3 zeigt schematisch das Bodenende 22 einer Destilliersäule für Erdöl. Der viskose Rest 23 im Boden kann zur Nachverdampfung durch das Rohr 6 zu einem Nachverdampfer gefördert werden, der im Prinzip die gleiche Konstruktion wie der Wärmeaustauscher von Figur 1 hat. Die Abflußleitung 9 dieses Nachverdampfers führt zurück zu der Oberseite des Raums 22 unter dem Glockenboden 24. Der Nachverdampfer kann mit Eigenzirkulation arbeiten.
• Das zum Einführen der Festpartikel in den Nachverdampfer zu dessen Reinigung geführte Medium läßt sich hier vom Boden der Destilliersäule durch ein Rohr 25 erhalten, so daß das Rohr 17 von Figur 1 nicht erforderlich ist. Somit ist auch kein Zyklon 19 oder eine ähnliche Trenneinrichtung in der Oberseite des Nachverdampfers erforderlich. Alle aus der Oberseite des Nachverdampfers mitgeführte Festpartikel treten durch das Rohr 9 in die Destilliersäule ein, was bei der Auswahl des Materials der Festpartikel kein Problem ergibt, weil sie sich im Boden der Säule ansammeln können und durch das Rohr 6 wieder zu dem Nachverdampfer zurückfließen können. Die Eigenzirkulation bedeutet, daß in dem Rohr 6 keine Pumpe erforderlich ist. Das Rohr 25, das zu der Pumpe 18 (Figur 1) führt, muß jedoch derart angebracht ud abgeschirmt sein, daß die Festpartikel nicht in das Rohr eintreten können.
• Figur 4 zeigt einen Verdampfer, der erfindungsgemäß ausgestattet ist. Abgesehen von den gleichen Teilen wie den in Figur 1 gezeigten, hat er ein zentrales Fallrohr 26 und darüber eine Kappe 28, so daß die im Prinzip bekannte Dampf/Flüssigkeitstrennung in dem oberen Sammelraum 8 stattfindet, in dem die hochgeführten Festpartikel ebenfalls ausreichend zurückgehalten werden und nicht durch den Auslaß 9 mit dem Dampf den Verdampfer verlassen können.
• Die Flüssigkeitszufuhr durch das Rohr 6 kann über einem Schutzrand 29, unter dem ein Rohr 30 ableiten kann, statt finden, um einen Teil der Flüssigkeit zu der Pumpe 18 und von dort zu dem Sammler 13 zu fördern, von wo es die aus dem Rohr 12 kommenden Festpartikel zu dem Rohr 14 und dem Verteiler 15 etc. mitführt, wie im Fall von Figur 1. Daher befindet sich auch hier ein sternförmiges Element 10 zur Bildung von Sektoren 11, die an die Rohre 16 angeschlossen sind.
• Figur 5 zeigt einen Plattenwärmeaustauscher eines an sich bekannten Typs. Ein solcher Wärmeaustauscher hat im wesentlichen vertikale Platten, entlang denen an einer Seite ein Medium fließt und an der anderen Seite das andere Medium, zwischen welchen Medien Wärmeaustausch stattfindet. Die Platten und das Gehäuse sind in diesem Fall im wesentlichen rechteckig mit abgerundeten Rändern, und nahe jeder Ecke befindet sich ein gemeinsames Zufuhr- oder Ablaßrohr für das eine oder das andere Medium. In diesem Fall fließt ein Medium aus einem gemeinsamen Zufuhrrohr in einer linken Ecke oben oder am Boden zu einem gemeinsamen Ablaßrohr in einer rechten Ecke am Boden oder oben, und das andere Medium fließt dann von einem gemeinsamen Zufuhrrohr, beispielsweise in der anderen linken Ecke zu einem gemeinsamen Ablaßrohr in der anderen rechten Ecke, aber es kann auch von rechts nach links fließen. Hierdurch wird ein Gegenstrom erzeugt, in dem jeder Fluß eine Kombination eines Querflusses und eines Vertikalflusses ist, und in dem ein Fluß in der Querrichtung und/oder in der Vertikalrichtung in der gleichen Richtung wie oder im Gegenfluß zu dem anderen Fluß fließen kann. Figur 5 zeigt einen solchen Wärmeaustauscher, in dem die Wände der zu reinigenden Platten mit dem herabfließenden Medium in Kontakt stehen. Wenn man die Erfindung hier bei einem ansteigenden Fluß anwendet, dann wird es schwieriger, die absteigenden festen Reinigungspartikel vom Boden des Verteilerraums zu entfernen, was dann beispielsweise durch Ablassen eines Teils des Mediums bei 31 vom Boden des Sammelraums 32 während der Reinigung und Fördern dieses Stroms zu dem Sammler 13 durchgeführt werden kann.
• In Figur 5 ist der Vertikalschnitt versetzt, oder anders gesagt, er ist für dasselbe Medium durch den Zufuhr- und Ablaßraum (Verteiler- oder Sammelraum) gezeigt, obwohl sie normalerweise nicht direkt übereinander liegen, sondern der eine befindet sich oben links und der andere am Boden rechts in dem Wärmeaustauscher.
• Wir können hier im Gehäuse 1 sehen die Platten 33, den Verteilerraum 34 mit Öffnungen 35 zu abwechselnd jeweils einem von zwei benachbarten Räumen zwischen den Platten sowie die Öffnungen 36 zu dem Sammelraum 32 am Boden. Auch können wir sehen das Zufuhrrohr 37 für das Medium zu dem Verteilerraum 34, das Ablaßrohr 17 von diesem mit der Pumpe 18, den Sammler 13 für die Festpartikel aus dem Fluß aus dem Sammelraum 32, das Rohr 14 zu dem Verteiler 15 und Rohre 16 (in diesem Fall vier) von dort zu Zufuhrstellen 38 für das abgelassene Medium mit Festpartikeln zu verschiedenen Stellen über den Platten 33 in dem Verteilerraum 34. Sie können Sprühköpfe mit Öffnungen sein, die für den Durchlaß der Festpartikel groß genug sind, und mit einem derartigen Fließmuster, daß kein Risiko der Blockierung besteht, somit z.B. mit einer Auslaßdüse mit einer einzelnen Öffnung, die ein wenig größer als das Zufuhrrohr 16 selbst ist. Auch im Fall einer derartigen Einzelöffnung werden die Festpartikel in dem Mediumfluß in dem Verteilerraum 34 verteilt, indem sie zusammen mit ihm gefördert werden, derart, daß sie eine Anzahl von sehr regelmäßig verteilten Öffnungen 35 erreichen. Eine andere Gruppe von Öffnungen 35 kann in jedem Fall mit den Festpartikeln versehen werden, in dem man den Verteiler 15 umschaltet. Das gleiche System kann auch für die anderen Wände der Platten verwendet sein, indem man Festpartikel in den Verteilerraum an der Oberseite für das andere Medium eintreten läßt.
• Aus dem obigen ist ersichtlich, daß die Erfindung in sehr verschiedenen Fällen von Wärmeaustauschern und Typen von Wärmeaustauschern verwendet werden kann, mit erzwungener Zirkulation oder Thermosiphonfluß, mit fallendem oder steigendem Fluß, und mit der Reinigung einer oder beider Wände von Röhren oder Platten zwischen den Wärme austauschenden Medien. Im Fall des beschriebenen Nachverdampfers, der gemäß dem System von Figur 1 arbeitet, oder im Fall des Verdampfers von Figur 4 werden die Festpartikel mit wenig Medium in dem Sektor 11, in den sie geführt werden, vollständig oder teilweise ein Sieden in den entsprechenden Röhren unterdrücken, aber dies ist für den fortlaufenden Normalbetrieb des Wärmeaustauschers während der Reinigung kein Problem, weil in den anderen Sektoren das Sieden normal weitergeht. In diesem Fall, sowie in einer Anzahl anderer Fälle, insbesondere in Zweiphasen-Systemen, ist es dann eine absolut wesentliche Bedingung, Festpartikel gleichzeitig nur über einen kleinen Teil der Wände zu deren Reinigung zu führen, während ein normaler Wärmeaustausch und Betrieb weitergeht. Natürlich ist in vielen Fällen das Reinigen einer der Wände jeder Wärmeaustauschplatte oder -röhre ausreichend, weil in vielen Anwendungen die Wände, die mit einem Wärmeaustauschmedium in Kontakt stehen, viel schmutziger als diejenigen werden, die mit dem anderen Medium in Kontakt stehen. Allgemein wird es ausreichen, in der beschriebenen Weise nur kurz zu reinigen, mit längeren oder kürzeren Perioden, zwischen denen keine Reinigung durchgeführt wird. Die Festpartikel könnten dann entlang aller Wände des Wärmeaustauschers statt sektorweise eingeführt werden.
• Als Festpartikel verwendet man bevorzugt Partikel mit Abmessungen von 1 bis 5 mm. Im Fall des Nachverdampfers von Figur 1, der mit der Destilliersäule von Figur verwendet ist, kann man beispielsweise gehackten Metalldraht mit einem Durchmesser von annähernd 5 mm und einer Partikellänge von angenähert 5 mm verwenden. Sehr bevorzugt sind harte, nicht elastische Partikel. In Gas verwendet man bevorzugt kleinere Partikel. Im Fall der Plattenwärmeaustauscher nach Figur 5, in dem beispielsweise Meerwasser mit den zu reinigenden Wänden in Kontakt kommt, kann man oft Glaskugeln eines Durchmessers von beispielsweise 1 bis 2 mm in Betracht ziehen. Die größte Abmessung jedes Partikels sollte kleiner als der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Wänden der zu reinigenden Räume sein, im Fall kreisförmiger Röhren kleiner als deren Innendurchmesser, wodurch die Partikel durch diese frei beweglich sind, ohne den Wärmeaustausch in den Räumen zu unterbrechen, in denen sie sich zur Reinigung befinden.
• Röhren 4 mit etwa 50 mm Durchmesser können mit Festpartikeln in einer Menge von bis zu mehreren 100 kg pro Stunde beschickt werden, und zwar sowohl im Fall des gehackten Drahts als auch im Fall von Glas oder anderen Keramikkugeln. Durch wenige einfache Experimente kann man in jedem Fall das beste Material und die besten Abmessungen der Partikel und die zu beschickende Menge pro Zeiteinheit leicht bestimmen.
• Der Sammler 13 für die aus dem Boden des Wärmeaustauschers herauskommenden Festpartikel kann mit einem Speichertank für die Partikel und mit einem Abtrenner für Verunreinigungen, die aus dem Wärmeaustauscher mitgeführt werden, zusammenwirken oder mit diesem kombiniert werden. Jedoch werden die Verunreinigungen allgemein den Wärmeaustauscher mit dem Hauptfluß des Mediums verlassen, und im Fall dessen Aufwärtsflusses nicht zusammen mit den reinigenden Festpartikeln fließen. Im Fall aller Sorten von katalytischen und biochemischen Prozessen werden die Partikel irgendeine Form der Regenerierung oder dergleichen, kontinuierlich oder periodisch, erfordern. Der Sammler 13 kann weiter einen Einlaß zum Einbringen (neuer) Festpartikel und einen Auslaß zum Abführen der Festpartikel aus dem System aufweisen, beispielsweise zum Reinigen oder zum Ersatz. Eine mögliche Konstruktion des Sammlers 13 ist eine, in der ein rotierendes Sperrglied an der Seite des Rohrs 12 einen Kurzschluß verhindert. Der Druck der Pumpe oder des Gebläses 18 wird dann vollständig für den Transport der Partikel von dem Sammler 13 zu dem Verteiler 15 verwendet.
• Der Sammler 13 kann ein Tank sein, in dem sich die Festpartikel am Boden sammeln und in den das aus dem Rohr 17 der Pumpe oder des Gebläses 18 kommende Medium abwärts zu einem Immersionsrohr fließt, daß sich in den Boden des Tanks öffnet, und dann aufwärts durch das Rohr zu dem Rohr 14, das die Festpartikel mit sich führt.
• Der Verteiler 15 kann einen linear beweglichen Schlitten mit einer einzelnen Passage aufweisen, Sperrmittel zum Sperren des Schlittens mit der Passage nach Wunsch in einer Position zu jeweils einem der Rohre 16 und eine Bewegungsvorrichtung für den Schlitten, der manuell bewegt werden kann, oder beispielsweise mit einem Linearmotor. Der Verteiler 15 kann auch ein Drehschlitten mit einem Drehantriebsmittel sein, und ist es bevorzugt, wobei die Anschlüsse an die Rohre 16 nicht in einer Linie, sondern in einem Kreis zueinander angeordnet sind. Es sind viele Ausführungen derartiger Verteiler bekannt. Beispielsweise ist ein Verteiler bekannt, wie in Figur 6 gezeigt, mit einer gekrümmten oder schrägen Röhre 39 in einem Drehelement 40, das durch eine Welle 51 mit geeigneten Antriebsmitteln bevorzugt zur schrittweise Bewegung gedreht wird, um das Rohr 14 während eines erwünschten Zeitintervalls mit einem der Rohre 16 zu einer Zeit in Verbindung zu bringen, wobei die Röhre immer mit einer Seite des Rohrs 14 verbunden ist und sich an der anderen Seite bei Drehung des Elements entlang der Einlaßöffnungen der Rohre 16 bewegt, die in einem kreisförmigen Ring angeordnet sind.
• Ein Einlaß für Festpartikel kann an jeder erwünschten Stelle in dem System befestigt sein, beispielsweise in dem Sammler 13, um den Prozeß zu beginnen und die Menge von Festpartikeln aufzufüllen, während ein Ablaß für die Partikel auch an dem Sammler 13 oder anderswo vorgesehen sein kann.
• Wie aus den beschriebenen Beispielen ersichtlich, kann der Ablaßfluß des Mediums zur Zirkulation der Festpartikel in Abhängigkeit von den Umständen aus dem Einlaß oder aus dem Auslaß des Hauptstroms abgeführt werden.

Claims (14)

1. Verfahren zum Reinigen wenigstens einer der Seiten im wesentlichen vertikaler, Wärme übertragender Wände zwischen zwei, entlang gegenüberliegender Seiten der Wände geförderten Fluiden eines Wärmeaustauschers, in dem Festpartikel in einen Fluidstrom eingeführt werden, der im wesentlichen gleich einem oder eine Phase eines der Fluide ist, das an dieser einen Seite der Wände Wärmeaustausch unterliegt, wobei die Partikel kleiner sind als der Abstand zwischen gegenüberliegenden Seitenwänden, die den Fluß des Fluids festlegen, wobei das Fluid mit den Partikeln zu einer Zone über den vertikalen Wänden in einen Teil eines Verteilerraums (8) für das Fluid, der nur einen Teil der horizontalen Querebene der vertikalen Wände bedeckt, bewegt wird, wobei die Partikel unter den Vertikalwänden gesammelt und von dem Wärmeaustauscher abgegeben werden, welche Partikel so schwer und groß sind, daß sie sich entlang der Wände abwärts bewegen und nach Abgabe und möglicher Reinigung vollständig oder teilweise über die vertikalen Wände zurückgeführt werden, wobei der Fluß der Partikel periodisch zu verschiedenen Teilen (11) des Verteilerraums (8) bewegt wird, die verschiedene Teile horizontaler Querebenen über den Vertikalwänden bedecken,

dadurch gekennzeichnet,

daß ein Teil des Fluidstroms ohne Partikel aus dem Hauptstrom des Fluids für den Wärmeaustausch abgelassen wird und durch eine Pumpe (18) oder dergleichen unter einen erforderlichen Druck gesetzt wird, bevor die Festpartikel durch den Teil des Fluidstroms aufgenommen werden, und die Festpartikel dann durch den Teil des Fluidstroms zu dem Verteilerraum abgeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, in dem die Partikel zwischen Wärme übertragende Wände eingeführt werden, worin der Fluidfluß zum Wärmeaustausch vertikal noch oben stattfindet.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem die Partikel aus hartem, nicht elastischen Material, wie etwa aus Metall, z.B. gehacktem Metalldraht, oder Glas, z.B. Glaskugeln, sind.

4. Wärmeaustauscher mit im wesentlichen vertikalen, Wärme übertragenden Wänden zwischen zwei, entlang gegenüberliegender Seiten der Wände geförderten Fluiden, in den Mittel eingesetzt sind, um einen Strom eines der Fluide in einen Verteilerraum (8) über den Wänden mit Festpartikeln darin zu bringen, die kleiner als der Abstand zwischen gegenüberliegenden Wänden sind, die den Fluß des Fluids festlegen, und schwer und groß genug, um sich entlang der Seiten dieser Wände abwärts zu bewegen, entlang denen das Fluid zum Wärmeaustausch fließt, Mittel vorgesehen sind, um die Festpartikel aus einem Sammelraum (5) am Boden der Wände abzuführen und sie vollständig oder teilweise zu dem Verteilerraum (8) rückzuführen, Mittel (16) vorgesehen sind, um den Strom mit Festpartikeln über verschiedene Teile (11) der Gesamtquerfläche der Vertikalwände zu führen, Schaltmittel (15) vorgesehen sind, um die Zufuhr der Partikel zu dem Verteilerraum (8) über den Wänden periodisch zu schalten, um die verschiedenen Teile (11) der Querfläche mit den Partikeln zu versorgen,

dadurch gekennzeichnet,

daß ein Ablaßrohr (17) eingesetzt ist, um einen Teil des Fluidstroms zu oder von dem Wärmeaustauscher abzulassen, wobei eine Pumpe (18) oder dergleichen in das Ablaßrohr (17) eingesetzt ist und das Ablaßrohr (17) an ein Ablaßmittel von dem Wärmeaustauscher angeschlossen ist, um einen gemeinsamen Strom des Fluids mit Festpartikeln zu dem Verteilerraum (8) über den Wänden zu fördern.

5. Wärmeaustauscher nach Anspruch 4, in dem der Fluidfluß für normalen Wärmeaustausch zwischen den Wänden, zwischen die die Festpartikel eingeführt werden, nach oben gerichtet ist.

6. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 4 oder 5, in dem in dem Verteilerraum (8) oder in dem oberen Teil der zu reinigenden Wände Trennwände (10) vorgesehen sind, die den Verteilerraum (8) in sektorförmige Teilräume (11) unterteilen, wobei das Schalten bewirkt, daß sich der Fluß der Festpartikel in verschiedene, somit gebildete Sektoren (11) hinaus öffnet.

7. Wärmeaustauscher nach Anspruch 6, in dem der Strom der Festpartikel in jedem Sektor (11) einen Einlaß aufweist, der zu dem Treffpunkt der Trennwände (10) hin gerichtet ist.

8. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 4 bis 7, in den Mittel (40) eingesetzt sind, um die Flußstärke des Fluidstroms, der die Festpartikel enthält, während der Beschickung jedes Teils der Gesamtquerfläche mit Festpartikeln zu ändern.

9. Nachverdampfer für ein oder in einem als Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 4 bis 8 konstruiertes Destillations-System mit Mitteln (25) zum Einführen der Festpartikel in das nachzuverdampfende Medium.

10. Nachverdampfer nach den Ansprüchen 4 und 9, in dem das Ablaßrohr (26) mit der Pumpe (18) außerhalb oder innerhalb einer Destilliersäule (22) aus dem Medium ableitet, das zur Nachverdampfung am Bodenende des Wärmeaustauschers zugeführt wird.

11. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 4 bis 8, in dem zwischen im wesentlichen vertikalen Wänden Gas aufsteigt.

12. Wärmeaustauscher mit parallelen, annähernd vertikalen Platten (33) und mit angenähert horizontalen Sammel- und Verteilerräumen (32, 34), die eine Anzahl von Platten (33) für Wärmeaustauschfluid an der Oberseite und in dem Boden des Wärmeaustauschers durchlaufen, gemäß den Ansprüchen 4 oder 5, mit Mitteln (14, 15, 16) zum Bringen des Fluidstroms mit Festpartikeln in einen oberen Verteilerraum (34)

13. Wärmeaustauscher nach Anspruch 12, in dem in den oberen Verteilerraum (34) zum Verteilen eines der Wärmeaustauschfluide über die Räume für sie zwischen den Platten (33) eine Anzahl von Zufuhrröhren (16) für Festpartikel eingesetzt sind und mit einem horizontalen Abstand voneinander Auslässe (38) aufweisen, um in Kombination die Zufuhr der Festpartikel zu allen der Räume zu ermöglichen.

14. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 4 bis 13, in dem die Festpartikel aus dem Wärmeaustauscher aufgefangen und in einem Sammler (5) gesammelt werden, in den sich ein Immersionsrohr (30) öffnet, das an das Rohr (14) angeschlossen ist, das die Partikel mit fließendem Fluid in die Oberseite des Wärmeaustauschers bringt.