FI96065C - Menetelmä lämmönvaihtimen seinien puhdistamiseksi ja lämmönvaihdin, jossa on varusteet mainittua puhdistusta varten - Google Patents

Description

5 96065

Menetelmä lämmönvaihtimen seinien puhdistamiseksi ja läm-mönvaihdin, jossa on varusteet mainittua puhdistusta varten.

Keksinnön kohteena on menetelmä, lämmönvaihtimen kahden virtaavan lämmönsiirtoväliaineen välisten olennaisesti pystysuorien, lämpöä siirtävien seinien puhdistamiseksi ainakin niiden toiselta puolelta, jossa menetelmässä väliaine-10 virtaan, joka muodostuu olennaisesti toisesta mainituista lämmönsiirtoväliaineista tai yhdestä mainitun väliaineen faasista ja joka on lämmönvaihdon alaisena seinien puhdistettavalla puolella, lisätään kiinteitä hiukkasia, jotka ovat pienempiä kuin väliainevirtaa rajäävien vastakkaisten 15 seinien välinen etäisyys, mainittua väliainetta ja hiukka sia johdetaan pystysuorien seinien yläpuolella olevalle vyöhykkeelle väliaineen jakelutilan osaan, joka kattaa ainoastaan osan seinien vaakasuorasta poikittaistasosta, hiukkaset, jotka ovat niin painavia ja suuria, että ne 20 liikkuvat seiniä pitkin alaspäin, kerätään pystysuorien seinien alapuolelle, poistetaan lämmönvaihtimesta ja syötetään poistamisen ja mahdollisen puhdistuksen jälkeen kokonaan tai osittain takaisin pystysuorien seinien yläpuolelle, jolloin hiukkasten syöttö kohdistetaan jaksoittain mai-25 nitun jakelutilan eri osiin, jotka kattavat vaakasuoran : poikittaistason eri osia pystysuorien seinien yläpuolella.

Keksinnön yhteydessä lämmönvaihtimet täytyy käsittää laajassa merkityksessä, mukaan luettuna esim. laitteet, jotka 30 suorittavat lämmön vaihdon alaisena kaikenlaisia fyysisiä ja kemiallisia prosesseja, kuten esim. katalyyttisiä tai entsymaattisia prosesseja sekä prosesseja, joissa on jyvän kasvuun tarkoitettuja ymppäysaineita tai kiinteitä ymppäys-hiukkasia, mikrobiologisia puhdistusprosesseja jne. Tässä 35 tapauksessa suljettu virtaus, joka täyttää vastakkaisten seinien välisen tilan, voi kulkea puhdistettavia seiniä pitkin tai kalvohaihduttimissa kalvoa pitkin.

1 · 96065 2

Edellä esitetyn mukainen puhdistus saadaan aikaan kiinteillä hiukkasilla, jotka puhdistavat seinät kulkiessaan niitä pitkin ilman, että ne häiritsevät lämmönvaihtimen toimintaa. Lämmönvaihtimessa puhdistettavia seiniä pitkin voi 5 kulkea nousuvirtaus tai laskuvirtaus, jolloin hiukkaset ovat ensimmäisessä tapauksessa niin suuria ja painavia, että ne voivat myös tässä tapauksessa laskeutua pitkin mainittuja seiniä huolimatta siitä, että väliaine virtaa ylöspäin.

10

Hiukkasina voidaan käyttää erilaisia materiaaleja, esim. metallia tai lasia. Valittu metalli on metalli tai metalliseos, jota lämmönvaihtimen väliaine ei syövytä ja jolla ei ole haitallista vaikutusta tähän.

15

Edellä esitetyn mukainen menetelmä lämmönvaihtimen seinien puhdistamiseksi on sinänsä tunnettu julkaisusta DE-B-2 818 006. Tämän julkaisun mukaan lämmönvaihtimessa ei hyödynnetä väliainevirran osaa hiukkasten syöttämiseen vaan syöttö ta-20 pahtuu käyttäen erillisiä syöttölaitteita.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on muodostaa parannettu ratkaisu, jossa seinien puhdistus voi tapahtua keskeyttämättä lämmönvaihtimen toimintaa. Keksinnön mukaiselle 25 puhdistusmenetelmälle on tunnusomaista se, että lämmönsiir- /· toväliaineen päävirrasta erotetaan osavirtaus, jossa ei ole kiinteitä hiukkasia, että mainittu osavirtaus saatetaan tarvittavaan paineeseen pumpun tai vastaavan laitteen avulla ja että kiinteät hiukkaset yhdistetään sen jälkeen mai-30 nittuun osavirtaukseen ja johdetaan sen mukana jakeluti- laan.

•

On havaittu, että keksinnön mukaisesti suoritettu perusteellinen puhdistus on mahdollista lämmönvaihtimen toimin-35 nan aikana monissa erilaisissa sovelluksissa. Asiantuntija voi helposti määrittää kiinteille hiukkasille ominaisen painon, koon ja muodon kutakin tapausta varten erikseen ja sovittaa nämä lämmönvaihtimen väliaineeseen, ominaispa!- 3 96055 noon, viskositeettiin, virtaussuuntaan ja virtausnopeuteen sellaisella tavalla, että mainitut hiukkaset putoavat puhdistettavia seiniä pitkin, mutta niin hitaasti, että ne puhdistavat seinät perusteellisesti.

5

Keksinnön kohteena on myös lämmönvaihdin, jossa on olennaisesti pystysuorat lämpöä siirtävät seinät erottamassa kahta lämmönsiirtoväliainetta, jotka virtaavat seinien vastakkaisilla sivuilla, sekä elimet toisen väliaineen virtauksen 10 johtamiseksi seinien yläpuolella olevaan jakelutilaan kiin teiden hiukkasten kanssa, jotka ovat pienempiä kuin mainitun väliainevirran rajäävien vastakkaisten seinien välinen etäisyys ja tarpeeksi painavia ja suuria liikkuakseen alaspäin näiden seinien sivuilla, joita myöten lämmönsiirtovä-15 liaine on järjestetty virtaamaan, elimet kiinteiden hiukka sten poistamiseksi mainittujen seinien alapäässä sijaitsevasta kokoomatilasta ja palauttamiseksi kokonaan tai osittain mainittuun jakelutilaan, elimet väliaineen ja kiinteiden hiukkasten syöttämiseksi pystysuorien seinien koko eri 20 osista koostuvalle poikittaispinnalle ja kytkinlaitteet hiukkasten syötön kytkemiseksi jaksoittain seinien yläpuolella olevaan jakelutilaan hiukkasten syöttämiseksi mainitun poikittaispinnan eri osiin. Lämmönvaihtimelle on tunnusomaista se, että se on varustettu laskuputkella, jolla 25 erotetaan osa lämmönvaihtimeen menevästä tai sieltä tule- vasta väliainevirrasta, että laskuputkeen on sovitettu pumppu tai vastaava ja että laskuputki kytkeytyy lämmönvaihtimen ulosvirtausyhteeseen mainitun erotetun väliaineen ja kiinteiden hiukkasten johtamiseksi yhdessä lämmönvaihti-30 men seinien yläpuolella olevaan jakelutilaan.

Mainittakoon, että kiinteitä hiukkasia käytetään yleisesti puhdistettaessa lämmönvaihtimen putkia. US-A-patentista 2 801 824 ilmenee, että puhdistettaessa lämmönvaihtimen put-35 kien sisäpuolta käytetään kiinteitä hiukkasia, jotka ovat kimmoisia kuulia, joiden läpimitta on sama tai suurempi, kuin puhdistettavien putkien sisäläpimitta. Ne "pumpataan" siis putkien läpi yhdessä nesteen kanssa, joka ottaa osaa 96065 4 lämmönvaihtoon. Tätä järjestelmää on parannettu syöttämällä kuulat vain osaan lämmönvaihtimen koko poikkipinnasta eli vain osaan puhdistettavista putkista samaan aikaan ja siirtymällä ajoittain toisesta osapinnasta toiseen (DE-B-2 818 5 006).

Tämä vaatii sen, että kuulat virtaavat samaan suuntaan kuin lämmönvaihtoon osallistuva neste, ja nämä kuulat häiritsevät huomattavasti lämmönvaihdon virtausta.

10

Esillä olevaa keksintöä sovellettaessa voi lämmönvaihtimen normaali toiminta jatkua puhdistuksen aikana ilman, että lämmönvaihto tuskin lainkaan heikkenee tai edes lisääntyy ja lähes täysin ilman painehukkaa. Hiukkaset voidaan saada 15 liikkumaan alaspäin sekä nousevassa että alaspäin suunna tussa nestevirtauksessa.

Keksintö mahdollistaa tällaisten hiukkasten vahvan konsent-raation (suhteellisen suuren määrän) käyttöönoton perus-20 teellisessä puhdistuksessa, samalla kun lämmönvaihto jatkuu käytännöllisesti katsoen häiriöittä tai jopa vahvistuu. Jos kyseessä on nouseva väliainevirta, mainittu väliainevirta tulee heikommaksi mainitun vaakasuoran poikittaistason osan yläpuolella, jossa hiukkaset putoavat, mutta mainittu vir-25 ta, joka etsii vähiten vastusta omaavaa reittiä, ei häiriy- /· dy lämmönvaihtimen siinä osassa, joka ei osallistu puhdis tukseen tänä aikana, ja olosuhteista riippuen voi jopa tulla vahvemmaksi, kun taas väliaineen päävirralle ei tarvita lisäpumppaus- tai puhallintehoa. Tästä on myös suuri hyöty, 30 jos puhdistettavia seiniä pitkin virtaava väliaine on nou seva ja tämä tapahtuu kahdessa vaiheessa, kuten on laita - . öljyteollisuudessa tislauskolonnin takana tai alapuolella • ( olevassa haihduttimessa tai jälleenhaihduttimessa. Kiehuminen estyy silloin paikallisesti, mutta jatkuu suuressa 35 osassa laitetta aiheuttamatta huomattavaa lisäpainehukkaa.

Keksintö kuvataan nyt tarkemmin viitaten oheisiin kaavamaisiin piirustuksiin, joissa: 96065 5 kuvio 1 on pystysuora poikkileikkaus vaippa- ja putkiläm-mönvaihtimesta, jossa väliaine virtaa ylöspäin putkien läpi ja jossa tapahtuu sisätilan puhdistus; kuvio 2 on vaakasuora poikkileikkaus ja kuva alaspäin pit-5 kin kuvion 1 viivaa II-II; kuvio 3 on pystysuora kaavamainen poikkileikkaus tislauskolonnin alapäästä, jossa on kytkennät jälleenhaihduttimeen (ei esitetty), joka on olennaisesti sama kuin kuvioiden 1 ja 2 lämmönvaihdin; 10 kuvio 4 on pystysuora poikkileikkaus haihduttimesta; kuvio 5 on pystysuora "porrastettu" osa suorassa kulmassa levylämmönvaihtimen levyihin nähden ja levyjen välisissä tiloissa on vastakkainen ja alaspäin liikkuva virtaus, ja levyt puhdistetaan keksintöä soveltamalla; ja 15 kuvio 6 esittää mahdollisen suoritusmuodon jakolaitteesta.

Kuvioiden 1 ja 2 lämmönvaihtimessa on rungossa 1 alaputki-levy 2 ja yläputkilevy 3, joiden välissä kulkee useita pystysuoria putkia 4. Alalevyn 2 alapuolelle on muodostettu 20 jakelutila 5, johon syötetään putken 6 kautta väliaine, jonka täytyy virrata ylöspäin putkien 4 läpi lämmönvaihtoon väliaineen kanssa, joka syötetään rungon 1 läpi putkilevy-jen välistä putkien ympäri tuloputkien ja poistoputkien (ei esitetty) kautta ja joka liikkuu esimerkiksi ristiin ras-25 tiin kulkevaa rataa pitkin tuloaukon ja poistoaukon välillä : vaakasuorien väliseinien läpi, jotka tarttuvat lujasti put kien ympäri, mutta eivät täytä rungon 1 koko vaakasuoraa pintaa, kuten tiedetään.

30 Putken 6 tuloaukko tilaan 5 on peitetty kannella 7, jotta sisään tuleva väliaine jakaantuisi paremmin ja saataisiin estettyä kiinteiden, myöhemmin selitettävien hiukkasten me- • « neminen putkeen 6.

35 Putkilevyn 3 yläpuolella sijaitsee kokoomatila 8, josta vä liaine poistetaan putkista putkijohdon 9 kautta.

6 96055

Putkilevyn 3 päällä on sarja levyjä, jotka on yhdistetty tähden muotoiseksi elimeksi 10, ja jotka jakavat rungon vaakasuoran poikkileikkauksen, joka tässä tapauksessa on muodoltaan pyöreä, esimerkiksi kuudeksi lohkoksi 11.

5

Jakelutilan 5 pohjaan on yhdistetty poistoputki 12, joka johtaa kiinteiden hiukkasten kokoojaan 13, ja putki 14 johtaa täältä jakolaitteeseen 15. Viimeksi mainitussa on kyt-kinventtiili, joka pyörii esim. pystysuoran akselin ympäri 10 (ks. kuvio 6), ja joka päästää putken 14 kautta virtaavan, sisään tulevan virran vain yhteen putkista 16 kerrallaan.

Kukin kuudesta putkesta 16 kytkeytyy eri lohkoon 11 putki-levyn 3 yläpuolelle. Putket 16 on esitetty erikseen kuviossa 1, mutta kaikkia ei ole vedetty lohkoon asti, ja ne on 15 esitetty siten, että vaakasuorat yläpäät ovat päällekkäin, vaikka mainitut yläpäät voivat olla samassa tasossa kuviossa 2 esitetyllä tavalla.

Putki 17 erkanee poistoputkesta 9 ja johtaa pumppuun, pu-20 haltimeen tai kompressoriin 1Θ, joka pakottaa väliaineen mainitusta syöttö- tai poistoputkesta kokoojaan 13. Syöttö-putki 6 voi tietenkin myös sisältää pumpun tai kompressorin, mutta jos putkien läpi kulkee ylöspäin menevä virta, joka tuotetaan lämpölappotoiminnalla, tämä on tarpeetonta.

25 • Tämän lämmönvaihtimen puhdistustoiminta tapahtuu seuraavasti. Kiertojärjestelmään 12, 13, 14, 15, 16 ja li pannaan sopivassa kohdassa kiinteät hiukkaset puhdistamista varten. Pumpulla tai vastaavalla laitteella 18 paineen alaiseksi 30 saatettu väliaine ei voi siirtää painettaan putkeen 12, tai voi tehdä sen vain rajoitetusti, esim. sen takia, että vii-meksi mainittu avautuu kokoojaan 13 suihkuttimessa, joka on suunnattu putkea 14 kohti, ja putkessa 12 on lukko tai huokoinen kiekko (ei esitetty). Näin syntyy virtaus putken 14 35 läpi jakelulaitteeseen 15 ja sieltä sen putken 16 läpi, joka avautuu tällä hetkellä johonkin lohkoista 11 putkilevyn 3 yläpuolella. Tämän virtauksen voimakkuus valitaan niin suureksi, että mainitut kiinteät hiukkaset virtaavat

Il : I t 4 M

96065 7 ylös sen kanssa ja saavuttavat näin yhden lohkoista 11, josta ne putoavat tämän lohkon putkiin 4 ja siirtyvät alaspäin mainituissa putkissa. Jakelutilassa 5, jossa sisään tulevan lämmönvaihtoväliaineen virtaus on pienempi kuin 5 putkissa 4, mainitut kiinteät hiukkaset laskeutuvat ja ke rääntyvät ja virtaavat sitten putken 12 kautta takaisin mainitun tilan 5 matalimpaan kohtaan kokoojaan 13.

Putket 16 avautuvat edullisimmin säteittäin sisäänpäin loh-10 koihin 11, jolloin kiinteät hiukkaset hajaantuvat kunkin lohkon sisälle ja päälle niin tasaisesti kuin mahdollista. Pumppu 18 voi myös toimia sykkivällä tavalla, tai jakolait-teeseen 15 voidaan sovittaa virtauksen muunnin, esimerkiksi lineaarisesti liikkuva tai pyörivä liukukappale, jossa on 15 aukko, joka voidaan siirtää kunkin putken 16 eteen ja joka päästää ensin esimerkiksi paineen putkesta 14 käytännöllisesti katsoen vähentämättömänä kyseessä olevaan putkeen 16 ja vähentää sitä toisella liikkeellä asteittain suuremmassa määrin, tai päinvastoin. Kiinteät hiukkaset jakaantuvat si-20 ten niin hyvin kuin mahdollista asiaan kuuluvan lohkon 11 yli sen seikan johdosta, että ne kulkevat ensin erityisen kauas tähden muotoisen elimen 10 keskusta kohti ja sen jälkeen vähitellen kohti sektorin ulompia vyöhykkeitä tai päinvastoin.

25 • Putkien 4 läpi virtaava väliaine voi olla kaasua tai nes tettä. Kaasun ollessa kyseessä kiinteät hiukkaset ovat edullisimmin kevyempiä kuin jos on kyseessä neste, joten ne eivät koskaan putoa liian nopeasti putkien 4 läpi, ja jos 30 väliaine on kaasu, kompressorin tai puhaltimen 18 ei tar vitse kehittää liian voimakasta virtaa osien 13, 14, 15 ja • 16 läpi kuljettaakseen kiinteät hiukkaset niitä pitkin ylös eikä näin ollen välttämättä vaadi suurta määrää energiaa.

Jos väliaine on kaasu, voidaan poistoputkeen 9 sovittaa 35 imuri.

Virtaus putkissa voidaan myös ohjata alaspäin, päinvastoin kuin piirustuksessa on esitetty. Silloin on edullisinta 96065 8 käyttää kevyempiä ja/tai pienempiä kiinteitä hiukkasia kuin ylöspäin liikkuvassa virtauksessa.

Jos väliaine virtaa putkissa ylöspäin, on tavallisesti ole-5 massa mahdollisuus, että hiukkaset kulkevat ylöspäin sen mukana ja että ne lähtevät laitteesta sen yläpäästä. Tämä voidaan estää sopivalla separaattorilla. Kuviossa 1 on tätä tarkoitusta varten pyörre-erotin 19, jossa on tangentin suuntainen tuloaukko 20, jonka läpi väliaineen täytyy kul-10 kea päästäkseen poistoputkeen 9. Väliainetyypistä riippuen tämä on joko kaasu- tai nestepyörre-erotin. Siihen kiinni jääneet kiinteät hiukkaset palautetaan kokoojaan 13 putken 21 kautta.

15 Kuvio 3 esittää kaavamaisesti raakaöljyn tislauskolonnin alapään 22. Sen pohjalla oleva paksujuoksuinen sakka 23 voidaan siirtää putken 6 kautta uudelleenhaihdutukseen jäl-leenhaihduttimeen, joka on periaatteessa samanmallinen kuin kuvion 1 lämmönvaihdin. Tämän uudelleenhaihduttimen poisto-20 putki 9 johtaa takaisin tilan 22 yläosaan alakellopohjan 24 alapuolelle. Uudelleenhaihdutin voi toimia luonnollisella kierrolla. Väliaine, jolla kiinteät hiukkaset syötetään uu-delleenhaihduttimeen sen puhdistamiseksi, voidaan tässä vetää tislauskolonnin pohjalta putken 25 kautta, jolloin ku-25 vion 1 putki 17 ei ole välttämätön. Näin ollen uudelleen haihduttimen yläosassa ei tarvitse olla myöskään pyörre-erotinta 19 tai vastaavaa separaattoria. Kaikki uudelleenhaihduttimen yläosasta ulos joutuneet kiinteät hiukkaset kulkevat putken 9 läpi tislauskolonniin, mikä ei ole ongel-30 ma, jos kiinteiden hiukkasten meteriaali on hyvin valittu, koska ne voivat kerääntyä mainitun kolonnin pohjalle ja , voivat virrata taas takaisin uudelleenhaihduttimeen putken 6 kautta. Putki 25, joka johtaa pumppuun 18 (kuvio 1) täytyy kuitenkin asettaa ja suojata niin, että kiinteät hiuk-35 kaset eivät pääse sinne.

Kuvio 4 esittää haihduttimen, joka on varustettu keksinnön mukaisesti. Kuviossa 1 esitettyjen osien lisäksi siinä on 96065 9 keskeinen syöksyputki 26 ja sen päällä kansi 28, jolloin ylempään kokoomatilaan 8 saadaan höyryn ja nesteen erotus, jonka periaate on yleisesti tunnettu, ja jossa tilassa ylös kulkeneet kiinteät hiukkaset pysyvät tarpeeksi hyvin, ei-5 vätkä pääse höyryn kanssa pois haihduttimesta poistoaukon 9 kautta.

Nesteen syöttö putken 6 kautta voi tapahtua suojaavan reunan 29 yläpuolella, jonka alapuolella on putki 30, joka 10 tyhjentää astian kuljettaakseen osan nesteestä pumppuun 18 ja sieltä kokoojaan 13, josta se vie mukanaan putkesta 12 tulevat kiinteät hiukkaset putkeen 14 ja jakolaitteesen 15 jne., kuten kuviossa 1. Niinpä myös tässä on tähden muotoinen elin 10, joka muodostaa lohkot 11, joihin yhdistetään 15 putket 16.

Kuvio 5 esittää levylämmönvaihtimen, joka tyyppinä on yleisesti tunnettu. Tällaisessa lämmönvaihtimessa on olennaisesti pystysuorat levyt, joita pitkin toinen väliaine vir-20 taa toisella puolella ja toinen väliaine toisella puolella, ja näiden väliaineiden välillä lämmönvaihdon tulee tapahtua. Levyt ja runko ovat tässä tapauksessa olennaisesti suorakulmaiset ja niissä on pyöristetyt reunat, ja lähellä kutakin kulmaa on yhteinen syöttö- tai poistoputki jommal-25 lekummalle väliaineelle. Toinen väliaine virtaa tässä ta- : pauksessa ylä- tai alaosassa, vasemmassa kulmassa olevasta . « yhteisestä syöttöputkesta ala- tai yläosan oikeassa kulmassa olevaan yhteiseen poistoputkeen, ja toinen väliaine virtaa sitten yhteisestä syöttöputkesta, joka on esim. toises-30 sa vasemmassa kulmassa, toisessa oikeassa kulmassa olevaan yhteiseen poistoputkeen, mutta se voi myöskin virrata oikealta vasemmalle. Näin syntyy vastavirta, jossa kukin virtaus on yhdistelmä poikittaista ja pystysuoraa virtausta, ja jossa toinen virta voi kulkea poikittaissuunnassa ja/tai 35 pystysuorassa suunnassa samaan suuntaan, kuin toinen virta, tai vastavirtaan sen kanssa. Kuvio 5 esittää tällaisen lämmönvaihtimen, jossa puhdistettavien levyjen seinät ovat .* kosketuksessa alas menevän väliaineen kanssa. Jos keksintöä 96065 10 sovelletaan tässä nousevaan virtaan, niin silloin on vaikeampi poistaa laskeutuvat kiinteät puhdistushiukkaset ala-jakelut ilasta, mikä voidaan sitten suorittaa esimerkiksi tyhjentämällä osa väliaineesta kohdassa 31 alakokoomatilas-5 ta 32 puhdistuksen aikana ja kuljettamalla tämä virta ko koojaan 13.

Kuviossa 5 on pystysuora osa järjestetty vuoroittaisesti, se on toisin sanoen esitetty siten, että sama väliaine 10 virtaa syöttö- ja poistotilan (jakelu- tai kokoomatilan) läpi, vaikka ne eivät tavallisesti ole suoraan toistensa päällä, vaan toinen on lämmönvaihtimessa ylhäällä vasemmalla ja toinen alhaalla oikealla.

15 Rungossa 1 voidaan nähdä levyt 33, jakelutila 34, jossa on aukot 35 vuorotellen joka toiseen kahdesta vierekkäisestä tilasta levyjen välissä, ja aukot 36 alaosassa olevaan kokoojat ilaan 32. Voidaan myös nähdä syöttöputki 37, jota pitkin väliaine virtaan jakelutilaan 34, siitä tyhjennys-20 putki 17 ja pumppu 18, kokooja 13 kiinteille hiukkasille, jotka tulevat kokoomatilasta 32 tulevasta virrasta, putki 14 jakolaitteeseen 15 ja sieltä putket 16 (tässä tapauksessa neljä) syöttöpisteisiin 38, jotka ovat tyhjennettyä väliainetta varten, jossa on kiinteitä hiukkasia, ja jotka 25 menevät eri paikkoihin levyjen 33 yläpuolelle jakelutilassa ,· 34. Ne voivat olla suihkutuspäitä, joiden aukot ovat tar peeksi suuria päästääkseen kiinteät hiukkaset läpi, ja joiden virtauskuvio on sellainen, että ei ole tukkiutumisvaa-raa, ja joissa voi olla esim. jakelusuutin, jossa on yksi 30 aukko, joka on hieman suurempi, kuin itse syöttöputki 16.

Jos kysymyksessä on tällainen yksi aukko, kiinteät hiukka-set jakaantuvat väliainevirtaan jakelutilassa 34 kuljetettuna sen mukana siihen tapaan, että ne pääsevät useisiin aukkoihin 35 hyvin säännöllisesti jakaantuneina. Mainittuja 35 kiinteitä hiukkasia voidaan toimittaa kussakin tapauksessa erilaiseen ryhmään aukkoja 35 vaihtamalla jakelulaite 15. Samaa järjestelmää voidaan käyttää levyjen muissa seinissä 96055 11 päästämällä kiinteät hiukkaset toisen väliaineen ylhäällä olevaan jakelutilaan.

Edellä olevasta selityksestä voi nähdä, että keksintöä voi 5 käyttää monissa erilaisissa lämmönvaihtotapauksissa ja läm- mönvaihdintyypeissä, joissa on painekierto tai lämpölappo-virtaus, laskeva tai nouseva virtaus, ja puhdistettaessa toinen tai molemmat lämmönvaihtoväliaineiden välissä olevien putkien tai levyjen seinät. Edellä kuvatussa uudelleen-10 haihduttimessa, joka toimii kuvion 1 järjestelmän mukaises ti, tai kuvion 4 haihduttimessa kiinteät hiukkaset tukahduttavat pienen määrän kanssa väliainetta lohkossa 11, johon ne on syötetty, kiehumisen vastaavissa putkissa 4 kokonaan tai osittain, mutta tämä ei ole ongelma lämmönvaihti-15 men jatkuvalle normaalitoiminnalle puhdistuksen aikana, koska muissa lohkoissa kiehuminen jatkuu normaalisti. Tässä tapauksessa, kuten myös useissa muissa tapauksissa, erityisesti kaksivaihejärjestelmissä, on olennaisena edellytyksenä ehdottomasti, että kiinteitä hiukkasia syötetään saman-20 aikaisesti ainoastaan seinien pienen osan päälle, jotta ne saataisiin puhdistettua samalla, kun normaali lämmönvaihto ja toiminta jatkuvat. Monissa tapauksissa riittää tietenkin, että puhdistetaan toinen kunkin lämmönvaihtolevyn tai -putken seinistä, koska monissa sovellutuksissa toisen läm-25 mönvaihtoväliaineen kanssa kosketuksessa olevat seinät tu- : levät paljon likaisemmiksi kuin toisen väliaineen kanssa kosketuksessa olevat seinät. Tavallisesti riittää lyhyt puhdistus edellä kuvatulla tavalla, ja puhdistusten välillä voidaan pitää pidempiä tai lyhyempiä jaksoja. Kiinteitä 30 hiukkasia voidaan silloin viedä lämmönvaihtimen kaikkia seiniä pitkin lohkon sijasta.

«

Kiinteinä hiukkasina on edullisinta käyttää hiukkasia, joiden koko on 1-5 mm. Kuvion 1 uudelleenhaihduttimessa, jota 35 käytetään kuvion 3 tislauskolonnin kanssa, voidaan käyttää esimerkiksi silputtua metallilankaa, jonka läpimitta on noin 5 mm ja hiukkasten pituus keskimäärin 5 mm. Kaikkein '‘ edullisimpia ovat kovat, joustamattomat hiukkaset. Kaasussa 96055 12 on parempi käyttää pienempiä hiukkasia. Kuvion 5 mukaisissa levylämmönvaihtimissa, joissa puhdistettavien seinien kanssa on kosketuksessa esimerkiksi merivettä, voidaan harkita esimerkiksi lasikuulien, joiden läpimitta on 1-2 mm, käyt-5 töä. Kunkin hiukkasen suurimman koon pitäisi olla pienempi kuin puhdistettavien tilojen vastakkaisten seinien välinen etäisyys eli käytettäessä pyöreitä putkia koon pitää olla niiden sisäläpimittaa pienempi, jolloin hiukkaset pääsevät liikkumaan vapaasti niiden läpi aiheuttamatta häiriötä läm-10 mönvaihdolle, joka tapahtuu samoissa tiloissa, joita ne ovat puhdistamassa.

Putkiin 4, joiden läpimitta on noin 50 mm, voidaan syöttää kiinteitä hiukkasia jopa useita satoja kiloja tunnissa, 15 hiukkasten ollessa joko silputtua metallilankaa tai lasi- kuulia tai muita keraamisia kuulia. Paras materiaali ja paras hiukkaskoko sekä syötettävä määrä aikayksikköä kohti voidaan määritellä helposti kussakin tapauksessa joidenkin yksinkertaisten kokeiden avulla.

20 Lämmönvaihtimen alaosasta tulevien kiinteiden hiukkasten kokooja 13 voi olla vuorovaikutuksessa tai se voidaan yhdistää hiukkasten syöttösäiliöön ja lämmönvaihtimesta ulos kulkevien epäpuhtauksien separaattoriin. Epäpuhtaudet läh-25 tevät lämmönvaihtimesta kuitenkin tavallisesti väliaineen : päävirran mukana, ja jos laitteessa on ylöspäin liikkuva virtaus, ne eivät mene kiinteiden puhdistushiukkasten mukana. Kun kyseessä ovat erityyppiset katalyyttiset ja biokemialliset prosessit, hiukkaset vaativat jonkinlaista uudis-30 tusta, jatkuvaa tai jaksoittaista. Kokoojassa 13 voi olla myös tuloaukko (uusien) kiinteiden hiukkasten syöttöä varten ja poistoaukko kiinteiden hiukkasten poistamiseksi jär- « jestelmästä, esimerkiksi puhdistusta tai vaihtoa varten. Kokooja 13 voidaan mahdollisesti suunnitella siten, että 35 putken 12 sivulla olevan pyörivä lukko estää oikosulun.

Pumpun tai puhaltimen 18 paine käytetään kokonaan hyödyksi kuljetettaessa hiukkaset kokoojasta 13 jakolaitteeseen 15.

j a 96065 13

Kokooja 13 voi olla säiliö, jonka pohjalle kiinteät hiukkaset kerääntyvät, ja jossa pumpun tai puhaltimen 18 putkesta 17 sisään tuleva väliaine virtaa alaspäin uppoputkiaukkoon mainitun säiliön pohjalle ja sitten ylöspäin mainitun put-5 ken läpi putkeen 14 kuljettaen kiinteitä hiukkasia muka naan .

Jakolaite 15 voi käsittää lineaarisesti liikkuvan liukukap-paleen, jossa on yksi läpikulku, lukitusmekanismin läpiku-10 lulla varustetun 1lukukappaleen lukitsemiseksi haluttaessa paikalleen kunkin putken 16 kanssa, sekä mainitun liukukap-paleen siirtomekanismin, jota voidaan siirtää käsin tai esimerkiksi lineaarimoottorilla. Jakolaite 15 voi olla myös, ja on edullisimmin, pyörivä liukukappale, jossa on 15 pyörivä käyttölaite, ja kytkentöjä putkiin 16 ei ole ase tettu suoraan linjaan toistensa kanssa, vaan ympyrään. Monet tämäntyyppisen jakolaitteen suoritusmuodot ovat yleisesti tunnettuja. Tunnetaan esimerkiksi kuviossa 6 esitetyn laitteen tapainen jakolaite, jossa on kaareva tai kalteva 20 putki 39 pyörivässä elimessä 40, jota akseli 41 pyörittää sopivalla käyttölaitteella edullisimmin portaittaiseen liikkeeseen tuodakseen putken 14 halutun aikavälin kuluessa yhden putken 16 yhteyteen kerrallaan, jonka putken toinen puoli kytkeytyy aina putkeen 14 ja toinen puoli liikkuu 25 mainitun elimen pyöriessä putkien 16 tuloaukkoja pitkin, jotka putket on silloin asetettu pyöreään renkaaseen.

Kiinteiden hiukkasten tuloaukko voidaan sovittaa järjestelmään mistä tahansa halutusta kohdasta, esimerkiksi kokoo-30 jaan 13, jotta prosessi saataisiin aloitettua ja jotta kiinteiden hiukkasten määrää voitaisiin täydentää, kun taas mainittujen hiukkasten tyhjennys voidaan myös järjestää mainittuun kokoojaan 13 tai jonnekin muualle.

35 Kuten esitetyistä esimerkeistä voidaan nähdä, kiinteiden hiukkasten kiertoon tarkoitetun väliaineen tyhj ennysvirtaus voidaan järjestää syötöstä tai päävirran poistoaukosta olosuhteista riippuen.

Claims (14)

96055 14

1. Menetelmä lämmönvaihtimen (1) kahden virtaavan lämmön -siirtoväliaineen välisten olennaisesti pystysuorien, lämpöä siirtävien seinien (4) puhdistamiseksi ainakin niiden toi-5 seita puolelta, jossa menetelmässä väliainevirtaan, joka muodostuu olennaisesti toisesta mainituista lämmönsiirtovä-liaineista tai yhdestä mainitun väliaineen faasista ja joka on lämmönvaihdon alaisena seinien puhdistettavalla puolella, lisätään kiinteitä hiukkasia, jotka ovat pienempiä kuin 10 väliainevirtaa rajaavien vastakkaisten seinien välinen etäisyys, mainittua väliainetta ja hiukkasia johdetaan pystysuorien seinien yläpuolella olevalle vyöhykkeelle väliaineen jakelutilan (8) osaan, joka kattaa ainoastaan osan seinien vaakasuorasta poikittaistasosta (3) , hiukkaset, 15 jotka ovat niin painavia ja suuria, että ne liikkuvat sei niä pitkin alaspäin, kerätään pystysuorien seinien alapuolelle (5), poistetaan lämmönvaihtimesta ja syötetään poistamisen ja mahdollisen puhdistuksen jälkeen kokonaan tai osittain takaisin pystysuorien seinien yläpuolelle, jolloin 20 hiukkasten syöttö kohdistetaan jaksoittain mainitun jakelu- tilan (8) eri osiin (11), jotka kattavat vaakasuoran poi-kittaistason eri osia pystysuorien seinien yläpuolella, tunnettu siitä, että lämmönsiirtoväliaineen päävirrasta erotetaan osavirtaus, jossa ei ole kiinteitä hiukkasia, 25 että mainittu osavirtaus saatetaan tarvittavaan paineeseen '· pumpun (18) tai vastaavan laitteen avulla ja että kiinteät hiukkaset yhdistetään sen jälkeen mainittuun osavirtaukseen ja johdetaan sen mukana jakelutilaan (8).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hiukkaset johdetaan lämpöä siirtävien seinien (4) väliin, jossa lämmönsiirtoväliaine virtaa pystysuoraan • « ylöspäin.

3. Patenttivaatimuksen l tai 2 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että hiukkaset ovat kovaa joustamatonta materiaalia, kuten metallia, esim. silputtua metallilankaa, tai lasia, esim. lasikuulia. 96055 15

4. Lämmönvaihdin, jossa on olennaisesti pystysuorat lämpöä siirtävät seinät (4) erottamassa kahta lämmönsiirtovä-liainetta, jotka virtaavat seinien vastakkaisilla sivuilla, sekä elimet (13, 14, 15, 16) toisen väliaineen virtauksen 5 johtamiseksi seinien (4) yläpuolella olevaan jakelutilaan (8) kiinteiden hiukkasten kanssa, jotka ovat pienempiä kuin mainitun väliainevirran rajaavien vastakkaisten seinien välinen etäisyys ja tarpeeksi painavia ja suuria liikkuak-seen alaspäin näiden seinien sivuilla, joita myöten lämmön-10 siirtoväliaine on järjestetty virtaamaan, elimet (12, 13, 14, 15, 16) kiinteiden hiukkasten poistamiseksi mainittujen seinien alapäässä sijaitsevasta kokoomatilasta (5) ja palauttamiseksi kokonaan tai osittain mainittuun jakelutilaan (8), elimet (16) väliaineen ja kiinteiden hiukkasten syöt-15 tämiseksi pystysuorien seinien koko eri osista (11) koostu valle poikittaispinnalle (3) ja kytkinlaitteet (15) hiukkasten syötön kytkemiseksi jaksoittain seinien yläpuolella olevaan jakelutilaan (8) hiukkasten syöttämiseksi mainitun poikittaispinnan (3) eri osiin (11), tunnettu siitä, että 20 se on varustettu laskuputkella (17), jolla erotetaan osa lämmönvaihtimeen (1) menevästä tai sieltä tulevasta väli-ainevirrasta, että laskuputkeen (17) on sovitettu pumppu (18) tai vastaava ja että laskuputki kytkeytyy lämmönvaihtimen ulosvirtausyhteeseen mainitun erotetun väliaineen ja 25 kiinteiden hiukkasten johtamiseksi yhdessä lämmönvaihtimen l'l seinien (4) yläpuolella olevaan jakelutilaan (8) .

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen lämmönvaihdin, tunnettu siitä, että nestevirta normaalissa lämmönvaihdossa niiden 30 seinien (4) välissä, joiden väliin kiinteät hiukkaset pan naan, on suunnattu ylöspäin.

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen lämmönvaihdin, tunnettu siitä, että jakelutilaan (8) tai puhdistettavien 35 seinien (4) yläosaan on tehty väliseinät (10), jotka jaka vat jakelutilan sektorin muotoisiksi osatiloiksi (11), ja että mainituilla kytkinlaitteilla on aikaansaatavissa kiin- • · 96065 16 teiden hiukkasten virran (16) leviäminen näin muodostettuihin eri sektoreihin.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen lämmönvaihdin, tunnettu 5 siitä, että kiinteiden hiukkasten virralla (16) on jokai sessa sektorissa (11) tuloaukko, joka on suunnattu mainittujen väliseinien (10) yhtymäkohtaa kohti.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 4-7 mukainen lämmönvaihdin, 10 tunnettu siitä, että siinä on elimet (40) kiinteitä hiukka sia sisältävän väliainevirran virtausvoimakkuuden muuttamiseksi sinä aikana, kun kiinteitä hiukkasia syötetään seinien poikkipinnan (3) kuhunkin osaan (11).

9. Uudelleenhaihdutin tislausjärjestelmään tai sen sisäl le, joka haihdutin on rakennettu lämmönvaihtimeksi jonkin patenttivaatimuksen 4-8 mukaisesti, tunnettu siitä, että siinä on elimet (25) kiinteiden hiukkasten sovittamiseksi uudelleen haihdutettavaan väliaineeseen. 20

10. Patenttivaatimusten 4 ja 9 mukainen uudelleenhaihdutin, tunnettu siitä, että siinä on tislauskolonnin (22) uiko- tai sisäpuolella oleva, pumpulla (18) varustettu tyh-jennysputki (25), joka johtaa pois väliaineesta, joka on 25 syötetty sisään lämmönvaihtimen alapäästä uudelleenhaihdu- "· tusta varten. i ·

11. Jonkin patenttivaatimuksen 4-8 mukainen lämmönvaihdin, tunnettu siitä, että kaasu nousee olennaisesti pystysuorien 30 seinien (4) välissä.

·. 12. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen lämmönvaihdin, tunnettu siitä, että siinä on pääasiassa pystysuoria levyjä (33) ja pääasiassa vaakasuorat lämmönsiirtoväliaineen ko-35 kooma- ja jakelutilat (32, 34), jotka kulkevat useiden le vyjen läpi lämmönvaihtimen ylä- ja alaosassa, sekä elimet (14, 15, 16) väliainevirran ja kiinteiden hiukkasten johta-• miseksi ylempään jakelutilaan (34). 17 96005

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen lämmönvaihdin, tunnettu siitä, että ylempään jakelutilaan (34), jossa toinen lämmönsiirtoväliaine jaetaan sille varattujen tilojen yli levyjen väliin, on sovitettu useita kiinteiden hiukkasten 5 syöttöputkia (16) , joiden suuaukot (38) ovat vaakasuunnassa välimatkan päässä toisistaan niin, että kiinteät hiukkaset saadaan syötettyä kaikkiin mainittuihin tiloihin.

14. Jonkin patenttivaatimuksen 4-13 mukainen lämmönvaih- 10 din, tunnettu siitä, että lämmönvaihtimesta tulevat kiinte ät hiukkaset otetaan kiinni ja kerätään kokoojaan (5), johon avautuu uppoputki, joka kytkeytyy putkeen (16), joka tuo hiukkaset virtaavan väliaineen kanssa lämmönvaihtimen yläosaan. 15