DE887659C

DE887659C - Gas cooler

Info

Publication number: DE887659C
Application number: DEM11642A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Volk
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1951-11-09
Filing date: 1951-11-10
Publication date: 1953-08-24

Description

Gaskühler In der Zellstoffindustrie sind. Gaskühler insbesondere zur Kühlung von S 02 haltigen. Röstgasen zum Zweck der Kochsäureherstellung bekannt, bei denen das Gas durch senkrecht angeordnete Bleirohre geleitet wird, an deren Außenfläche das Kühlwasser herunterrieselt. Solche Kühler sind verhältnismäßig umfangreich und nicht sehr wirkungsvoll. Ein anderer bekannter Kühler mit gegenüber dem ersterwähnten Typ erhöhter Kühlwirkung ist so, ausgebildet, daß das Gas durch einen vorzugsweise viereckigen Behälter geleitet wird, in dem einzelne Rohrbündel eingebaut sind. Bei diesem Kühler wird. das Kühlwasser in einer oberhalb, aufgesetzten Kühlwasserwanne und von dort durch kleine Bohrungen in Wasserleitröhrchen aufgegeben, diel beispielsweise aus, Kunststoff hergestellt sind. Diese Röhrchen hängen in den eigentlichen Kühlrohren und leiten das Wasser bis in das untere Ende der unten verschlossenen, aus Blei hergestellten Kühlrohre. Das sich erwärmende Wasser steigt nach oben und läuft in Wasserverschlüsse, die auf dem Behälter angeordnet sind, und von diesen über die Wandungen des Kühlkastens ab. Diese Konstruktion, erlaubt eine wirkungsvolle Kühlung der Gase.Gas coolers in the pulp industry are. Gas cooler especially for cooling S 02 containing. Roasting gases known for the purpose of cooking acid production, in which the gas is passed through vertically arranged lead pipes, on the outer surface of which the cooling water trickles down. Such coolers are relatively bulky and not very effective. Another known cooler with an increased cooling effect compared to the first-mentioned type is designed in such a way that the gas is passed through a preferably square container in which individual tube bundles are installed. This cooler will. the cooling water is fed into a cooling water trough placed above and from there through small bores in water conduction tubes, which are made, for example, of plastic. These tubes hang in the actual cooling tubes and guide the water into the lower end of the cooling tubes made of lead, which are closed at the bottom. The warming water rises and runs into water closures that are arranged on the container and from these over the walls of the cooling box. This construction allows an effective cooling of the gases.

Der den Gegenstand der Erfindung bildende Gaskühler ermöglicht gegenüber der zweiten, geschilderten Konstruktion eine weiterhin verbesserte Kühlwirkung und vor allem einen geringeren Platzbedarf. Gegenstand der Erfindung ist ein: Gaskühler, vorzugsweise in Form eines viereckigen Behälters, in dem verschiedene auswechselbare Rohrbündel quer zur Gasrichtung unter Verwen@-dung von Wasserverschlüssen eingehängt sind, wobei die Rohrbündel aus einer Vielzahl von Doppelrohren bestehen, vom denen das innere das Kühlwasser an das untere Ende der äußeren Kühlrohre leitet, um von dort, sich erwärmend, aufsteigen. zu können und nachher über die, Wandungen des Kühlrohreinsatzes in rings um die Kästen entlang laufende Wasserverschlüsse und von diesen über die Wandungen des Kühlkastens abzulaufen. Erfindungsgemäß wird dieser Kühler mit parallel zu der Rohrrichtung stehenden, auswechselbaren Leitblechen od.. dgl. versehen, wodurch es gegenüber der bekannten, Kühlerkonstruktion einerseits gelingt, den Gasweg bedeutend zu verlängern und andererseits nicht ausgenutzte Kühlfläche für de Kühlung des Gases heranzuziehen. Ferner wenden erfindungsgemäß die Außenflächen der Kühlrohre mit spiralförmig ausgebildeten Leit- bzw. Kühlrippen, die sich in Richtung der Kühlrohre erstrecken, ausgerüstet. Die Ausbildung dieser Kühlrippen kann verschieden vorgenommen werden, je nachdem ob beispielsweise der Gasstrom quer zu den Kühlrohren oder parallel dazu verläuft. Dies kann soweit gehen, daß an Stelle der steilgängigen Spiralrippen tellerartige Kühlrippen angebracht werden. Bei der vorgesehenen dichten Anordnung der Kühlrohre in. dem zur Kühlung dienenden Raum wird dadurch erreicht, daß eine starke Durchwirbelung der Gase hervorgerufen wird, die den Kühleffekt wesentlich intensiviert. Durch das zusätzliche Anbringen, der Kühlrippen od._ d'gl. wird gleichzeitig die Kühlfläche wesentlich vergrößert. Der dem Gas durch :die Spiralrippen gegebene Drall und die damit erhöhte Gasgeschwindigkeit verursachen zudem ein stärkeres Ausscheiden der in dem Gas noch enthaltenen feinen Staubpartikelchen, die von dem sich zur gleichen Zeit ausscheidenden Kondensat von den Rohren abgespült werden.The gas cooler forming the subject of the invention enables opposite the second, described construction a further improved cooling effect and especially a smaller footprint. The invention relates to a: gas cooler, preferably in the form of a square container in which various interchangeable Tube bundle suspended transversely to the gas direction using water seals are, wherein the tube bundles consist of a plurality of double tubes, of which the inner one directs the cooling water to the lower end of the outer cooling tubes in order to get from there, warming up, ascending. to be able to and afterwards over the, walls of the Cooling pipe insert in all around the boxes running water locks and to run off from these over the walls of the cooling box. According to the invention this cooler with exchangeable baffles parallel to the pipe direction od .. Like. Provided, whereby it compared to the known, cooler construction on the one hand succeeds in significantly lengthening the gas path and, on the other hand, unused cooling surface to be used for the cooling of the gas. Furthermore, according to the invention, the outer surfaces turn of the cooling tubes with spiral-shaped guide or cooling fins, which are located in Extend towards the cooling tubes, equipped. The formation of these cooling fins can be done differently, depending on whether, for example, the gas flow transversely to the cooling tubes or runs parallel to them. This can go as far as that in place of the steep spiral ribs, plate-like cooling ribs are attached. In the provided tight arrangement of the cooling pipes in. The space used for cooling is achieved by causing a strong turbulence in the gases, which significantly intensifies the cooling effect. By additionally attaching the Cooling fins od._ d'gl. the cooling surface is increased significantly at the same time. Of the the gas through: the spiral ribs given swirl and the increased gas velocity also cause the fine particles still contained in the gas to precipitate more strongly Dust particles from the condensate that separates at the same time the pipes are rinsed.

Eine weitere Verbesserung des Kühlers besteht darin, daß die Anordnung der Rohrbündel und Kühlwasserverteilwannen derart vorgenommen wird, da.ß das Kühlwasser die hintereinandergeschalteten Rohrbündel nacheinander durchläuft und erst dann abgeführt wird oder die Außenwände des Kühlers berieselt. Auf diese Weise wird eine wesentlich verbesserte Ausnutzung dels Kühlwassers ermöglicht. Durch die erfindungsgemäße Konstruktion wird ferner eine gedrängte und platzsparende Ausbildung :des Kühlers erreicht. Dies. kann so weit gehen, daß auf dem gleichen Raum, den die bekannte Kühlerkonstruktion. einnahm, eine auf das Doppelte gesteigerte Kühlwirkung erreicht wird,. Ein anderer Vorteil der neuen Konstruktion besteht darin, daß trotz der erhöhten Kühlwirkung sämtliche Teile so, zusammengebaut sind, daß sie zur Reinigung ohne Lösen von Schraubverschlüssen od'. d.gl. auseina.ndergezogen werden können. Die Abdichtung des Gases gegen die Außenatmosphäre erfolgt durch Wasserverschlüsse, die so ausgebildet sein können, daß sie sowohl gegen Druck als auch Unterdruck eine einwandfreie Abdichtung gewährleisten:.Another improvement of the cooler is that the arrangement the tube bundle and cooling water distribution troughs is made in such a way that the cooling water runs through the tube bundles connected in series one after the other and only then is discharged or the outer walls of the cooler are sprinkled. That way becomes a allows significantly improved utilization of the cooling water. By the invention Construction is also a compact and space-saving training: the cooler achieved. This. can go so far that on the same space as the known Radiator construction. ingested, achieved a cooling effect that was doubled will,. Another advantage of the new design is that, despite the increased All parts are assembled so that they can be cleaned without cooling effect Loosening of screw caps or '. the like can be pulled apart. the The gas is sealed off from the outside atmosphere by water seals, which can be designed so that they both against pressure and negative pressure Ensure perfect sealing:

Durch die gedrängte Bauart tritt eine wesentliche Ersparnis an Herstellungsmaterial, insbesondere an Blei, und zwar in bezug auf die Kühlfläche bzw. -wirkung, ein.Due to the compact design, there is a significant saving in manufacturing material, in particular lead, specifically with regard to the cooling surface or effect.

Zur weiteren Erläuterung dienen die Zeichnungen, in. denen Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise und schematisch beschrieben sind. Fig. i zeigt einen senkrechten Schnitt durch einen; Gaskühler unter derartiger Führung des Kühlmittels, daß dieses. nach Durchlaufen des Rohrbündels an den Wandungen des Kühlkastens abläuft; Fig. 2 zeigt im selben Schnitt die Anordnung, in der das Kühlwasser die Rohrbündel nacheinander durchläuft und :dann erst über die Außenwand abgeführt wird; Fig. 3 zeigt die Ausbildung eines Kühlrohres. mit den als spiralförmige Leitflächen ausgebildeten Kühlrippen; Fig. 4 zeigt die prinzipielle Anordnung der Kühlrohre im Grundriß und läßt die durch die Verwendung der Spiralrippen hervorgerufene Durchwirbelung der zu kühlenden Gase erkennen.The drawings, in which embodiments of the invention are described by way of example and schematically. Fig. I shows a vertical section through a; Gas cooler with such guidance of the coolant, that this. expires after passing through the tube bundle on the walls of the cooling box; Fig. 2 shows in the same section the arrangement in which the cooling water, the tube bundle runs through one after the other and: is only then discharged via the outer wall; Fig. 3 shows the formation of a cooling tube. with those designed as spiral guide surfaces Cooling fins; Fig. 4 shows the basic arrangement of the cooling tubes in plan and leaves the turbulence caused by the use of the spiral ribs Recognize gases to be cooled.

Die zu kühlenden Gase treten, durch den Gaseintrittsstutzen i in den Kühlkasten 2 ein, werden durch die eingebauten, auswechselbaren. Leitbleche 3 an den Kühlrahren@ 4 vorbeigeleitet und verlassen den Kühler durch den Austrittsstutzen 5. Die Kühlrohre 4 sind mit der Wasserverschlußhaube 6 fest verbunden, beispielsweise durch Löten. Der obere Deckel des Kühlkastens ist so ausgebildet, daß er in Verbindung mit den, Verschluß.hauben 6 einen. Wasserverschluß 7 bildet. Aus Fig. i ist ersichtlich, daß die Rohre 4 zu einzelnen Bündeln zusammengefaßt sind, so daß man diese .getrennt aus dem Kühlkasten zwecks Reinigung der Aggregate herausheben, kann. Ini Fig. i ist dieses am dritten Rohrbündel des: Kühlers dargestellt. In den. Kühlrohren 4 sind Wasserleitröhrchen 8 eingebaut, die das aus der Wasserrinne 9 kommende Kühlwasser an das untere verschlossene Ende der Kühlrohre 4 leiten; von dort steigt das Wasser, sich erwärmend, hoch, läuft über die Verschlußhaube 6 in den Wasserverschluß, 7 und von da an der Außenwänid io des Kühlkastens ab und wird in einer Wanne, die beispielsweise aus Beton hergestellt ist, aufgefangen und abgeleitet. Der am Boden des. Kühlkastens angebrachte Stutzen bzw. Krümmer i8 dient zur Abführung des im Kühler anfallenden, staubhaltigen Kondensats.The gases to be cooled enter through the gas inlet nozzle i Cooling box 2 a, are replaced by the built-in, replaceable. Baffles 3 bypassing the cooling pipes @ 4 and leaving the cooler through the outlet nozzle 5. The cooling pipes 4 are firmly connected to the water seal hood 6, for example by soldering. The upper lid of the cooling box is designed so that it is in connection with the, closure hoods 6 one. Water seal 7 forms. From Fig. I it can be seen that that the tubes 4 are combined into individual bundles, so that these .separated can lift out of the cooling box for the purpose of cleaning the units. In Fig. I this is shown on the third tube bundle of the: cooler. In the. Cooling tubes 4 are installed water pipe 8, the coming from the gutter 9 cooling water lead to the lower closed end of the cooling tubes 4; from there the water rises warming up, running over the cap 6 into the water seal, 7 and from then on the outer wall io of the cooling box and is in a tub that is made, for example, of concrete, captured and diverted. The one on the ground of the. Cooling box attached nozzle or manifold i8 is used to discharge the in Cooler accumulating, dusty condensate.

Zum Zweck der Ersparung von; Kühlwasser kann der Kühler, wie in Fig. 2 dargestellt, so ausgebildet werden, daß das Kühlwasser in die Kühl wa:sserwa.nne i i des ersten, Rohrbündels eingeleitet und nach Passieren der Röhrchen 8 und Kühlrohre 4 in dem Behälter i2 aufgefangen wird. Von dort läuft es über die Rinne 13 in die Kühlwanne 14 des zweiten Rohrbündels, nach Passieren der weiteren Kühlrohre 4 über,die Rinne- 15 in die Wanne 16 und nach dem Durchlaufen durch die letzten Kühlrohre 4 in die Wanne 17, woher es in den Wasserverschluß 7 belangt. Von. hier' aus kann es beispielsweise direkt abgeleitet werden oder wie bei dem Kühler nach Fig. i die Außenwände des Kühlkastens berieseln. Bei der Ausbildung des Kühlers nach Fig. 2 wird das. Gas im Gegenstrom zum Wasser durch den, Kühlkasten, geleitet.For the purpose of saving; Cooling water, the cooler, as shown in Fig. 2, can be designed so that the cooling water is introduced into the cooling wa: sserwa.nne ii of the first tube bundle and after passing through the tubes 8 and cooling tubes 4 is collected in the container i2. From there it runs over the channel 13 into the cooling trough 14 of the second tube bundle, after passing the other cooling tubes 4 over, the channel 15 into the trough 16 and after passing through the last cooling tubes 4 into the trough 17, from where it flows into the Water seal 7 concerned . From. from here it can be derived, for example, directly or, as in the case of the cooler according to FIG. In the design of the cooler according to FIG. 2, the gas is passed through the cooling box in countercurrent to the water.

In Fig. 3 wird ein einzelnes Kühlrohr gezeigt. Dieses besteht aus einem vorzugsweise aus Blei hergestellten Rohr i9, das außen mit sternförmig angebrachten. Rippen 20 versehen ist, die sich spiralförmig um das Rohr herumwinden. Bei der geschilderten Ausführung des Kühlrohres ist zur Verminderung des. Gaswiderstandes vorgesehen, das Kühlrohr nicht auf der ganzen Länge mit diesen Rippen auszurüsten. An den Stellen, an denen das Gas, bedingt durch die Leitbleche 3 (s. Fig. i und 2), seine Richtung ändert, sind: die Kühlrippen weggelassen.In Fig. 3, a single cooling tube is shown. This consists of a tube i9 preferably made of lead, the outside with a star shape attached. Ribs 20 is provided, which spiral around the pipe. In the case of the one described The design of the cooling pipe is intended to reduce the gas resistance. not to equip the cooling pipe with these ribs along its entire length. In the places where the gas, due to the baffles 3 (see Fig. i and 2), its direction changes are: the cooling fins are omitted.

Fig. q. zeigt die Anordnung der einzelnen Kühlrohre im Grundriß. Bei gleichbleibender Drehrichtung der Spiralrippen ist durch die in der Zeichnung angegebenen Pfeile erkenntlich, daß die Gasströme in gegenläufigem Sinne miteinander in Berührung kommen und dadurch stark durcheinanderwirbaln, wodurch der Kühleffekt wesentlich verstärkt wird.Fig. Q. shows the arrangement of the individual cooling tubes in plan. at constant direction of rotation of the spiral ribs is indicated in the drawing Arrows can be seen that the gas flows in opposite directions in contact with one another come and thereby strongly mixed up, making the cooling effect essential is reinforced.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Gas cooler, preferably in the form of a square: Container by different! exchangeable tube bundle transversely to the gas direction below Use of water seals are attached, the tube bundle from one There are multitudes of double pipes, of which the inner one carries the cooling water to the lower one The end of the outer cooling tubes leads to be able to rise from there, warming up and then over the walls of the cooling pipe insert in around the boxes running water seals and from these. to run over the walls of the cooling box, characterized by interchangeable ones arranged parallel to the direction of the cooling tubes (.4) Guide plates (3) or the like and preferably provided on the outer surfaces of the cooling tubes spiral-shaped guide or cooling ribs. (2a).

2. Gas cooler according to claim i, characterized by such an arrangement of the - consisting of the cooling pipes (q.), Tube bundle and cooling water distribution troughs (i i, 1q., I6), d'ass the cooling water the one behind the other Tube bundle passes through one after the other.

3. Gas cooler after the. Claims i and 2, thereby characterized in that the tube bundle consisting of the cooling tubes (q.) is separated can be lifted out of each other from the cooling box (2). q .. gas cooler after the, claims: i to 3, characterized by such an arrangement of the guide or cooling fins (2o) that the gas flows in opposite directions in contact with one another come.