FI86916B - Arrangement for carrying out physical and/or chemical processes, in particular continuously-operating heat exchangers - Google Patents
Arrangement for carrying out physical and/or chemical processes, in particular continuously-operating heat exchangers Download PDFInfo
- Publication number
- FI86916B FI86916B FI885139A FI885139A FI86916B FI 86916 B FI86916 B FI 86916B FI 885139 A FI885139 A FI 885139A FI 885139 A FI885139 A FI 885139A FI 86916 B FI86916 B FI 86916B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- lower chamber
- chamber
- fluid
- return pipe
- risers
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
8691 68691 6
Fysikaalisten ja/tai kemiallisten prosessien toteutukseen käytettävä laite, erityisesti jatkuvatoiminen lämmönvaihdinApparatus used to carry out physical and / or chemical processes, in particular a continuous heat exchanger
Keksinnön kohteena on fysikaalisten ja/tai kemiallisten prosessien toteutukseen käytettävä laite, tarkemmin sanottuna jatkuvatoiminen lämmönvaihdin, joka käsittää yhdensuuntaisten, pystysuorien nousuputkien kimpun, yläkammion, alakammion, ylä-ja alaputkilevyt putkikimpun avointa yhteyttä varten ylä-ja vastaavasti alakammion kanssa, rakeisen massan, joka voidaan pitää juoksevassa tilassa ainakin nousuputkissa juoksevan väliaineen avulla, joka käytön aikana virtaa ylöspäin alakammion, nousuputkien ja yläkammion läpi, alakammiossa sijaitsevan jakelulevyn rakeista massaa varten ja ainakin yhden paluuputken, joka avautuu jakelulevyn alapuolelle rakeisen massan ylivirran palauttamiseksi ylemmän putkilevyn yläpuolella yläkammiosta alakammioon, jolloin kukin nousuputki on varustettu sisäänvirtausosalla, joka ulottuu alakammioon alemmasta putkilevystä jakelulevyn yläpuoliselle tasolle, jonka jakelulevyn läpi paluuputki tai -putket työntyy/työnty-vät, ja jolloin alakammio on varustettu laitteella, joka estää rakeita pääsemästä alakammion juoksevan väliaineen tu-loaukkoon pysähdyksen aikana.The invention relates to an apparatus for carrying out physical and / or chemical processes, in particular to a continuous heat exchanger comprising a bundle of parallel, vertical risers, an upper chamber, a lower chamber, upper and lower tube plates for open contact of the tube bundle with the upper and lower chambers, respectively. keep in a fluid state at least in the risers by means of a fluid flowing upwards during use through the lower chamber, risers and the upper chamber for the granular mass of the distribution plate in the lower chamber and at least one return pipe opening below the distribution plate to return the Equipped with an inflow section extending into the lower chamber from the lower tube plate to a plane above the distribution plate through which the return pipe or pipes protrude, and wherein the lower chamber is provided with a device which prevents the granules from entering the fluid inlet of the lower chamber during stopping.
Tämäntyyppinen laite on tunnettu D.G. Klarenin kirjoittamasta artikkelista julkaisussa "Fouling Prevention Research Digest",This type of device is known from D.G. From an article by Klaren in "Fouling Prevention Research Digest",
Voi. 5, no 1, s. III-XVII (maaliskuu 1983). Tunnettu lämmön-vaihdin, jolla leijukerroksen takia on suuri hyötysuhde nee-tekalvon rikkoutumisen seurauksena nousuputkien sisäpintaa pitkin, on ensisijaisesti kiinnostava, mikäli juoksevasta väliaineesta voi nousuputkien sisäpinnalle saostua materiaali-kerros, joka estää lämmönsiirtoa nousuputkien seinien läpi. Tällaista estävää kerrosta ei saostu tunnetussa laitteessa rakeiden hankaavan vaikutuksen ansiosta. Tämä laite on sen tähden ihanteellinen esim. elintarviketeollisuudessa käytettäväksi .Butter. 5, no 1, pp. III-XVII (March 1983). A known heat exchanger which has a high efficiency due to rupture of the rivet membrane along the inner surface of the risers due to the fluidized bed is of primary interest if a layer of material can precipitate from the fluid on the inner surface of the risers, preventing heat transfer through the riser walls. Such a barrier layer does not precipitate in the known device due to the abrasive effect of the granules. This device is therefore ideal for use in the food industry, for example.
8691 6 28691 6 2
Rakeinen massa aiheuttaa toisaalta omat epäkohtansa. Tunnetun laitteen erästä epäkohtaa kuvataan seuraavassa.Granular mass, on the other hand, causes its own disadvantages. A drawback of the known device is described below.
Rakeinen massa kiertää ylöspäin nousuputkien läpi ja alaspäin paluuputken läpi. Tämän kierron ja erityisesti käytön aikana rakeet ovat myös alakammiossa pyörreliikkeessä, mikä ilmeisesti on syynä lämmönvaihdinvaipan, erityisesti pohjakannen ja vaipan osan muodostavan lieriömäisen seinän liitoskohdassa olevan materiaalin hyvin voimakkaaseen kulumiseen.The granular mass circulates upwards through the risers and downwards through the return pipe. During this cycle, and in particular during use, the granules are also in a vortex motion in the lower chamber, which apparently causes very high wear of the material at the junction of the heat exchanger jacket, in particular the cylindrical wall forming part of the jacket.
Tämä epäkohta poistetaan keksinnön mukaisesti toisen jakelu-levyn avulla, joka on sovitettu alakammioon, tasolle, joka sijaitsee paluuputken alakammioon johtavan poistoaukon alapuolella .According to the invention, this drawback is eliminated by means of a second distribution plate arranged in the lower chamber, at a level below the outlet opening leading to the lower chamber of the return pipe.
Tässä ehdotetussa rakenteessa, päinvastoin kuin tunnetussa laitteessa, laite, joka estää rakeita pääsemästä pysähdyksen aikana juoksevan väliaineen tuloaukkoon alakammiossa, ei voi toimia sulkuventtiilinä paluuputken alareunaa vastaan. Kaikissa olosuhteissa tapahtuu niin ollen paluuputken sisällä juoksevan väliaineen virtausta alaspäin, joka voi olla n.In this proposed construction, in contrast to the known device, the device which prevents the granules from entering the fluid inlet in the lower chamber during stopping cannot act as a shut-off valve against the lower edge of the return pipe. Under all conditions, therefore, a downward flow of fluid flowing inside the return pipe, which can be n.
25 * lämmönvaihtimen tuloaukkoon syötetystä juoksevan väliaineen massavirtauksesta. Tämä takia keskimääräinen logaritminen lämpötilaero nousuputkien sisällä on vähemmän edullinen, mikä halutun hyötysuhteen saavuttamiseksi vaatii suuremman kuumennetun pinnan asennusta.25 * from the mass flow of the fluid fed to the inlet of the heat exchanger. For this reason, the average logarithmic temperature difference inside the risers is less advantageous, which requires the installation of a larger heated surface in order to achieve the desired efficiency.
Viimeksi mainittu vaatimus voidaan jossakin määrin poistaa keksinnön mukaisesti sijoittamalla useita jakelulevyjä tasolle, joka sijaitsee paluuputken alakammioon johtavan poistoau-kon yläpuolella, edullisesti siten, että eri jakelulevyt eivät sijaitse pystysuunnassa linjassa.The latter requirement can be eliminated to some extent according to the invention by placing a plurality of distribution plates at a level above the outlet opening leading to the lower chamber of the return pipe, preferably so that the different distribution plates are not vertically aligned.
3 8691 6 Näyttää siltä, että juoksevan väliaineen virtausta alaspäin paluuputken tai -putkien läpi voidaan näin ollen rajoittaa n.3 8691 6 It appears that the downward flow of fluid through the return pipe or pipes can thus be limited by n.
15 3:i i n massavi rtaukseeta lämmönvaihtimen tuloaukon läpi.15 3 i i n n mass flow through the inlet of the heat exchanger.
Liikkuvien osien puuttuminen alakammiosta, te. se, että laitetta, joka estää rakeita pääsemästä pysähdyksen aikana juoksevan väliaineen alakammioon johtavaan tuloaukkoon, ei ole toteutettu venttiilinä, ja alakammion osien pienempi kuluminen tasoittavat epäkohtaa, joka aiheutuu juoksevan väliaineen kierrosta paluuputken läpi.Absence of moving parts in the lower chamber, te. the fact that the device which prevents the granules from entering the inlet leading to the lower chamber of the fluid during stopping is not implemented as a valve, and the lower wear of the parts of the lower chamber compensates for the disadvantage caused by the circulation of fluid through the return pipe.
Leijukerroksen sta hi 1 oimisekaj noueuputkessa on ehdotettu si-säänvirtausputkiosan varustamista sivuporauksella tasolla, jolla alakammiossa ei ole käytön aikana rakeita, te. jolla on läsnä vain juoksevaa väliainetta. Jos käytetään vahvasti likaavia juoksevia väliaineita, esim. kiinteitä aineita sisältäviä väliaineita, sivuporaus voi tukkeutua, jolloin nousu-putkessa oleva kerros vajoaa alas ja nousuputki alkaa lopulta toimia paluuputkena, mitä on pidettävä haitallisena.It has been proposed to provide the inflow pipe section with side drilling at a level in which there are no granules in the lower chamber during use in the fluidized bed. with only a fluid medium present. If heavily fouling fluids are used, e.g. solids containing solids, the side drilling may become clogged, causing the layer in the riser to sink down and the riser to eventually begin to act as a return pipe, which must be considered harmful.
Alussa selitetyn tyyppisen laitteen käyttömeneteImässä tämä viimeinen epäkohta on vältetty alentamalla väliaikaisesti juoksevan väliaineen painetta alakammion yläosassa.In the method of operating a device of the type described at the outset, this last drawback has been avoided by temporarily reducing the pressure of the fluid at the top of the lower chamber.
Keksintöä selitetään seuraavassa viitaten piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää keksinnön ensimmäistä toteutusmuotoa, ja kuvio 2 esittää keksinnön toista toteutusmuotoa.The invention will now be described with reference to the drawing, in which Figure 1 shows a first embodiment of the invention, and Figure 2 shows a second embodiment of the invention.
Kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen laitteen ensimmäisen to-teutusmuodon. Lämmönvaihtimessa 10 on ensimmäistä juoksevaa väliainetta varten tuloaukko 11 ja poistoaukko 12 sekä toista juoksevaa väliainetta varten tuloaukko 13 ja poistoaukko 14. Vaipan 15 sisäpuolella alakammio 17 on yhdistetty tuloaukkoon 11 ja yltä kammio 16 on yhteydessä po istoaukkoon 12. Ylemmän 4 86916 putki.levyn 19 ja alemman putkilevyn 20 väliin on sovitettu noueuputkikimppu 18, johon kuuluu paluuputki 21. Nousuputket on varustettu s i säänvi rt.ausputkios i 1 la 22, jotka ulottuvat alemmasta putkilevyotä 20 alaspäin alakammioon 17. Sisäänvir-tausputkiosissa on sivuporaukset 23. Jakelulevy 24 sijaitsee alakammiossa 17 nousuputkien tuloaukkojen alapuolella ja paluuputken poistoaukon yläpuolella. Alakammio 17 on lisäksi varuatettu laitteella 41, joka estää alakammiossa, nousuput-kissa, yläkammiosea ja paluuputkessa olevia rakeita pääsemästä tuloaukkoon 11. Rakeet voidaan joka tapauksessa saattaa leiju-kerrostilaan nousuputkisea 18. Paluuputken 21 alapää tulee sisältämään liikkumatonta rakeista massaa 27.Figure 1 shows a first embodiment of a device according to the invention. The heat exchanger 10 has an inlet 11 and an outlet 12 for the first fluid and an inlet 13 and an outlet 14 for the second fluid. Inside the jacket 15, the lower chamber 17 is connected to the inlet 11 and from above the chamber 16 communicates with the outlet 12. The upper 4 196916 pipe. a riser bundle 18 comprising a return pipe 21 is arranged between the lower pipe plate 20. The risers are provided with a weather pipe opening 11a 22 extending downwards from the lower pipe plate 20 into the lower chamber 17. The inlet pipe sections have side bores 23 below and above the return pipe outlet. The lower chamber 17 is further provided with a device 41 which prevents the granules in the lower chamber, the riser, the upper chamber chamber and the return pipe from entering the inlet 11. The granules can in any case be brought into the fluidized bed space 18. The lower end of the return pipe 21 must contain immobile granular mass 27.
Jotta estettäisiin vaipan materiaalin liiallinen kuluminen erityisesti pohjakannen 43 ja lieriömäisen seinän 44 välisessä liitoskohdassa nousuputkissa olevien leijukerrosten materiaalin muodostavien rakeiden pyörre1iikkeen vaikutuksesta, on alakammioon 17 sovitettu toinen jakelulevy 42 paluuputken 21 poistoaukon alapuoliselle tasolle alakammiossa 17, Laite, joka estää rakeita pääsemästä pysähdyksen aikana alakammion 17 tuloaukkoon, muodostuu yksinkertaisesta kuvusta 41, joka on asennettu kiinteästi ja joka jakaa juoksevan väliaineen tuloaukosta 11 sivusuunnassa alakammion 17 läpi.In order to prevent excessive wear of the jacket material, in particular at the joint between the bottom cover 43 and the cylindrical wall 44 due to the vortex movement of the fluidized bed granules in the risers, a second distribution plate 42 is arranged in the lower chamber 17. , consists of a simple hood 41 which is fixedly mounted and which divides the fluid medium from the inlet 11 laterally through the lower chamber 17.
Lämmönvaihtimen pysähdyksen aikana rakeisen massan pääosa sijaitsee alakammiossa ensimmäisen jakelulevyn 24 alapuolella. Käynnistyksen yhteydessä tuloaukosta 11 tuleva juokseva vä -liainevirta pyrkii seuraamaan vähiten esteistä reittiä. Aluksi juokseva väliaine virtaa pääosaksi paluuputken 21 läpi, mutta sitä mukaa kuin vä1 iainevirta muuttaa rakeisen massan juoksevaksi, paluuputken läpi kulkeva väliaine kohtaa asteittain yhä suuremman vastuksen, jolloin juokseva väliaine alkaa kohota ylös myös nousuputkissa 18 rakeisen massan muuttuessa samanajkaiooeti juoksevaksi nousuputkien sisällä. Juoksevan 5 8691 6 väliaineen maseavirran yhä suuretessa nousuputkissa 1Θ olevat leijukerrokset nousevat ylös nopeammin kuin paluuputken 21 sisällä oleva leijukerros. Tämä johtuu sisäänvirtausputkien 22 eivuporauksista 23, jotka tekevät nousuputkien sisällä olevan leijukerroksen huokoisemmaksi kuin paluuputken sisällä oleva kerros. Juokseva rakeinen massa nousuputkissa joutuu ensin yläkammioon 16 ja virtaa yli paluuputkeen 21, jonka läpi rakeinen massa ja juokseva väliaine alkavat virrata alaspäin. Alakammiossa 17 jakelulevyjen 24 ja 42 välissä alaspäin suunnattu virta paluuputken 21 läpi ja tuloaukosta 11 tuleva ylöspäin suunnattu juokseva väliainevirta sekoittuvat, ja lopuksi saavutetaan tasapainotettu tila, jossa lämmönvaihtimes-ta poistoaukon 12 kautta poistuvan juoksevan väliaineen tilavuus on yhtä suuri kuin tuloaukon 11 kautta lämmönvaihtimeen tuleva tilavuus, ja rakeinen massa kiertää nousuputkien 1Θ ja paluuputken 21 läpi. Kierron aikana nousuputket 1Θ sisältävät vähemmän rakeista massaa kuin paluuputki 21. Jotta pienennettäisiin paluuputken läpi kulkevan juoksevan vaiiainevirran epäedullista vaikutusta keskimääräiseen logaritmiseen lämpötilaeroon, tämän väliaineen kierron paluuputken läpi tulisi olla mahdollisimman pieni. Ylä- ja alakammion välisen paine-eron kasvu pienentää osaltaan juoksevaa väliainevirtaa paluu-putken läpi. Paine-ero saadaan suurenemaan sovittamalla useita jakelulevyjä paluuputken alakammioon johtavan poistoaukon yläpuoliselle tasolle, edullisesti siten, että useiden eri jakelulevyjen aukot eivät sijaitse pystysuunnassa linjassa.During the stop of the heat exchanger, the main part of the granular mass is located in the lower chamber below the first distribution plate 24. At start-up, the fluid flow from inlet 11 tends to follow the least obstructed route. Initially, the fluid flows mainly through the return pipe 21, but as the fluid flow converts the granular mass to fluid, the fluid passing through the return pipe gradually encounters increasing resistance, causing the fluid to rise in the risers 18 as the granular mass rises within the flow. As the mass flow of the flowing medium 5 8691 6 increases, the fluidized layers in the risers 1Θ rise faster than the fluidized bed inside the return pipe 21. This is due to the non-bores 23 of the inflow pipes 22, which make the fluidized bed inside the risers more porous than the layer inside the return pipe. The fluid granular mass in the risers first enters the upper chamber 16 and flows over the return pipe 21, through which the granular mass and the fluid begin to flow downwards. In the lower chamber 17, the downward flow between the distribution plates 24 and 42 through the return pipe 21 and the upward flow of fluid from the inlet 11 are mixed, and finally a balanced state is reached in which the volume of fluid leaving the heat exchanger through the outlet 12 is equal to the volume through the inlet 11. , and the granular mass circulates through the risers 1Θ and the return pipe 21. During the cycle, the risers 1Θ contain less granular mass than the return pipe 21. In order to reduce the adverse effect of the fluid flow through the return pipe on the average logarithmic temperature difference, the circulation of this medium through the return pipe should be as small as possible. The increase in the pressure difference between the upper and lower chambers contributes to the reduction of the fluid flow through the return pipe. The pressure difference is increased by fitting a plurality of distribution plates to a level above the outlet leading to the lower chamber of the return pipe, preferably so that the openings of the plurality of different distribution plates are not vertically aligned.
Kuvio 2 esittää useita jakelulevyjä käsittävän rakenteen 45, 46, 47 alakammiossa 17 paluuputken 21 poistoaukon yläpuolella.Fig. 2 shows a structure 45, 46, 47 comprising several distribution plates in the lower chamber 17 above the outlet of the return pipe 21.
Claims (3)
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL8302622 | 1983-07-22 | ||
NL8302622A NL192055C (en) | 1983-07-22 | 1983-07-22 | Device for operating physical and / or chemical processes, in particular a heat exchanger with circulation of granular mass. |
FI842924A FI77528C (en) | 1983-07-22 | 1984-07-20 | ANORDNING ATT GENOMFOERA PHYSICAL OCH / ELLER CHEMICAL PROCESSER, I SYNNERHET EN KONTINUERLIGT ARBETANDE VAERMEVAEXLARE. |
FI842924 | 1984-07-20 |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI885139A FI885139A (en) | 1988-11-08 |
FI885139A0 FI885139A0 (en) | 1988-11-08 |
FI86916B true FI86916B (en) | 1992-07-15 |
FI86916C FI86916C (en) | 1992-10-26 |
Family
ID=26157638
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI885140A FI885140A0 (en) | 1983-07-22 | 1988-11-08 | ANORDNING FOER GENOMFOERANDE AV PHYSIKALISKA OCH / ELLER KEMISKA PROCESSER, I SYNNERHET KONTINUERLIGT ARBETANDE VAERMEVAEXLARE. |
FI885139A FI86916C (en) | 1983-07-22 | 1988-11-08 | ANORDINATION FOR GENERIC OPERATION OF PHYSICAL OCH / ELLER CHEMICAL PROCESSER, I SYNNERHET KONTINUERLIGT ARBETANDE VAERMEVAEXLARE |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI885140A FI885140A0 (en) | 1983-07-22 | 1988-11-08 | ANORDNING FOER GENOMFOERANDE AV PHYSIKALISKA OCH / ELLER KEMISKA PROCESSER, I SYNNERHET KONTINUERLIGT ARBETANDE VAERMEVAEXLARE. |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FI (2) | FI885140A0 (en) |
-
1988
- 1988-11-08 FI FI885140A patent/FI885140A0/en not_active Application Discontinuation
- 1988-11-08 FI FI885139A patent/FI86916C/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI885140A (en) | 1988-11-08 |
FI885139A (en) | 1988-11-08 |
FI86916C (en) | 1992-10-26 |
FI885140A0 (en) | 1988-11-08 |
FI885139A0 (en) | 1988-11-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI77528C (en) | ANORDNING ATT GENOMFOERA PHYSICAL OCH / ELLER CHEMICAL PROCESSER, I SYNNERHET EN KONTINUERLIGT ARBETANDE VAERMEVAEXLARE. | |
FI68461C (en) | VAERMEVAEXLARE | |
CA1189440A (en) | Apparatus and method for the concentration of a liquid by evaporation | |
CA1160818A (en) | Apparatus for flow of a liquid medium | |
US4522252A (en) | Method of operating a liquid-liquid heat exchanger | |
CN208901939U (en) | A kind of anti-interior plate heat exchanger leaked | |
FI86916B (en) | Arrangement for carrying out physical and/or chemical processes, in particular continuously-operating heat exchangers | |
JPH0212358B2 (en) | ||
JPH01179684A (en) | Culture tank | |
US4865122A (en) | Aggregatively fluidized liquid heat exchanger | |
NL8202606A (en) | DEVICE FOR TREATING THE FLUE AND COMBUSTION GASES OF A FIREPLACE. | |
US2762682A (en) | Method and reactor for continuously reacting liquids while adding or removing heat | |
US536354A (en) | Hugo kohl | |
US2684762A (en) | Apparatus for separating immiscible liquids or liquids and insoluble solids | |
RU165848U1 (en) | HEAT EXCHANGER "PIPE IN PIPE" | |
KR920007311Y1 (en) | Heat exchanger | |
CA2091654A1 (en) | Process and apparatus for cooling hot solids in a fluidized bed | |
SU1126314A1 (en) | Heat-mass-exchange apparatus | |
US684717A (en) | Liquid heater or cooler. | |
HU202643B (en) | Heat-exchanging device of output controlled by the measure of flushing | |
SU1232787A2 (en) | Installation for metered feed of surfactants into oil-bearing formations | |
SU398434A1 (en) | HEATER BULK PIPE SYSTEM WATER SUPPLY RAILWAY CAR | |
SU661225A1 (en) | Shell-and-pipe heat exchanger | |
JPH11311401A (en) | Shell-and-tube heat exchanger type horizontal steam generator | |
JPS57131996A (en) | Uniform distributor for two-phase flow of gas and liquid |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM | Patent lapsed | ||
MM | Patent lapsed |
Owner name: ESKLA BV |